Facultad de Ciencias Químicas Química Inorgánica

REACCIONES QUIMICAS

Picazo Pérez Alicia Angélica

López Motes Maury Nayeli

Ortiz Ramírez José Leonardo

León Suarez María Fernanda

Pérez Peña Francisco

Luis Alberto Pascual Jiménez

Ingeniería Química 201

Docente: Q.I. María

de Lourdes Nieto

Peña

Reacción Acido – Base (Neutralización)

La primera definición de ácido y base fue acuñada en la década de 1880 por Savane Arrhenius quien los define como substancias que pueden donar protones (H+) o iones hidróxido (OH-) respectivamente. Esta definición es por supuesto incompleta, pues existen moléculas como el amoniaco (NH3) que carecen del grupo OH- y poseen características básicas.

Una definición más general fue propuesta en 1923 por Johannes Brönsted

y Thomas Lowry quienes enunciaron que una substancia ácida es aquella que puede donar H+, exactamente igual a la definición de Arrhenius; pero a diferencia de éste, definieron a una base como una sustancia que puede aceptar protones. De acuerdo con esta definición, cualquier reacción ácido-base puede ser escrita como:

HA + H2O ↔ H3O+ + A- (1)

En dónde un ácido (HA), reacciona con una base (H2O) para formar la base conjugada del ácido (A-)

y el ácido conjugado de la base (H3O+). La reacción generalmente se escribe omitiendo el agua:

HA ↔ H+ + A- (2)

De acuerdo con lo anterior, el ion acetato (CH3COO-), es la base conjugada del ácido acético (CH3COOH); de la misma forma el ion amonio (NH4

+) es el ácido conjugado del amoniaco (NH3), esto es:

(Descomposición) CH3COOH ↔ CH3COO- + H+

Y

(Descomposición) NH4+ ↔ NH3 + H+

Una definición más general sobre la definición de ácidos y bases fue propuesta por Gilbert Lewis quien describió que un ácido es una sustancia que puede aceptar un par de electrones y una base es aquella que puede donar ese par.

Reacciones de Precipitación

Las reacciones de precipitación, consisten en la formación de un compuesto no soluble, llamado precipitado, producido al mezclar dos disoluciones diferentes, cada una de las cuales aportará un ion a dicho precipitado, es decir, una reacción de precipitación tiene lugar cuando uno o más reactivos, combinándose llegan a generar un producto insoluble. Por ejemplo, al mezclar dos disoluciones de nitrato de plomo (II), y otra de yoduro potásico, ambas sales son electrolitos fuertes, por lo que se encontraran totalmente disociadas en sus iones, en el caso del nitrato de plomo (II), Pb^2+, y en el caso del nitrato de potasio, KNO3, disociado completamente en sus iones. La reacción que se produzca entre ambos, será una reacción de precipitación:

(Desplazamiento Sencillo) Pb(NO3)2 (aq) + 2 Kl (aq) ↔ Pbl2 (s) + 2 KNO3 (aq)

La ecuación iónica, se consigue disociando completamente en sus iones a los electrolitos fuertes que se encuentren disueltos. Por ejemplo, el PbI2 precipitado se escribe de forma molecular:

Pb^2+ (aq) + 2 NO3^- (aq) + 2 K^+ + 2I^- (aq) ↔ PbI2 (s) + 2K^+ (aq) + 2NO3^-

La ecuación iónica neta, se consigue eliminando de los dos miembros de la ecuación anterior, a los iones, conocidos como iones espectadores:

Pb2+ (aq) + 2 I- (aq) ↔ PbI2 (s)

En esta ecuación podemos ver que siempre que reaccionen los iones I^- y Pb^2+, sean cuales sean las sales de las que procedan, los iones espectador darán lugar a un precipitado de PbI2.

Cuando usamos los datos que se nos proporcionan las constantes del producto de solubilidad de las diversas sustancias, conseguimos predecir si la reacción que se lleva a cabo entre dos compuestos en disolución dará lugar o no, a la precipitación de una sustancia que será muy poco soluble.

Para poder realizar esta predicción, tendremos que tener en cuenta, a parte de la constante Ks, también el valor del producto iónico, que se simboliza con la letra Q. Para hacer que una sustancia precipite por la reacción entre dos sustancias disueltas, el producto iónico de la sustancia debe tener un mayor valor que la constante del producto de solubilidad.

Q > Ks

Si se cumple esta condición, el compuesto precipitará hasta que llegue el

momento en el que Q sea igual a Ks, llegando así a decir que la disolución se

encuentra saturada.

Reacciones Redox (Óxido – Reducción) Son aquellas que ocurren mediante transferencia de electrones, por lo tanto hay

sustancias que pierden electrones (se oxidan) y otras que ganan electrones

(se reducen)

Oxidación

Es el fenómeno mediante el cual una especie química pierde electrones,

por lo tanto el número de oxidación (N.O.) aumenta algebraicamente

porque pierde carga negativas.

Reducción

Es el fenómeno mediante el cual una especie química gana electrones, por lo

tanto el número de oxidación (N.O.) disminuye algebraicamente porque gana

carga negativas.

El agente oxidante, es la sustancia química que al reducirse provoca la oxidación

de otro; por lo tanto la sustancia que se reduce es agente oxidante.

El agente reductor, es la sustancia quimia que al oxidarse provoca o causa la

reducción de otro; por lo tanto la sustancia que se oxida es agente reductor.

A continuación se ilustra en forma resumida una reacción redox:

(Desplazamiento Sencillo)

Cuestionario

1. Contesta las siguientes preguntas:

a) ¿Qué representa una ecuación química y qué información nos proporciona?

Una ecuación química indica la forma simbólica de los cambios que tiene lugar a una reacción

química.

En toda reacción química se cumple el principio de la conservación de la masa, para ello, la reacción

química debe estar balanceada. Una ecuación química está balanceada si se conserva el número de

átomos en los dos lados de la ecuación.

Las ecuaciones químicas nos proporcionan:

Información Cualitativa: - Tipo de sustancia: Se reconoce a partir de los símbolos y fórmulas de las sustancias

participantes.

- Estado físico: (s) sólido, (l) líquido, (g) gaseoso, (ac) solución acuosa.

- Tipo de reacción: Se puede identificar como combinación o síntesis, análisis o

descomposición, desplazamiento simple, o doble desplazamiento.

Información Cuantitativa: - El coeficiente estequiométrico representa la cantidad de sustancia en moles de reactivos y

productos.

- La masa de las sustancias en gramos se puede calcular haciendo conversiones empleando

las masas molares.

- El volumen de los gases participantes se puede conocer a partir de relaciones

estequiometricas dadas en moles y el volumen molar (22,4 L).

b) ¿Cómo se llama a las sustancias iniciales y finales de una reacción química?, ejemplifique con

nuevas reacciones.

Sustancias iniciales: Reactivos.

Sustancias finales: Productos.

Reactivos

Transformación Productos

Ruptura de enlaces

reagrupamiento

Formación de nuevos enlaces

2H2 + O2 2H2O Ca + O CaO CaO + H2O Ca(OH)2 Reactivos Producto

Reactivos Producto

Reactivos Producto

c) ¿Qué estudia la termodinámica y cuál es su importancia?

La termodinámica es la rama de la física que describe los estados de equilibrio a nivel

macroscópico. Constituye una teoría fenomenológica, a partir de razonamientos deductivos, que estudia sistemas reales, sin modelizar y sigue un método experimental. Los estados de equilibrio son estudiados y definidos por medio de magnitudes extensivas tales como la energía interna, la entropía, el volumen o la composición molar del sistema, o por medio de magnitudes no extensivas derivadas de las anteriores como la temperatura, presión y el potencial químico; otras magnitudes tales como la imanación, la fuerza electromotriz y las asociadas con la mecánica de los medios continuos en general también pueden ser tratadas por medio de la termodinámica.

La termodinámica es de vital importancia en nuestras vidas ya que estudia a la energía, su almacenaje y sus diferentes transformaciones; en particular, la transformación de la energía calorífica (calor) en otras formas de energía y viceversa.

Se enfatiza la relación entre calor y temperatura como consecuencia de la capacidad del ser humano de distinguir la existencia de "cuerpos calientes" y "cuerpos fríos".

Se torna importante la observación y la experimentación con aparatos térmicos que permiten comprender la importancia de los procesos termodinámicos en nuestro entorno y como estos afectan el medio en que vivimos y de allí presentar alternativas de mejoramiento en la conservación del ambiente.

d) ¿Cómo se llama al número que indica el número de moles, moléculas o átomos y se escribe a

la izquierda de la fórmula?

Coeficiente estequiométrico.

e) Cuando representamos una reacción por literales, ¿qué modelo se utiliza? ¿Cómo se

representa el estado físico en las reacciones escritas?

Se utiliza: el modelo matemático.

Estado físico en las reacciones escritas: (s) sólido, (l) líquido, (g) gaseoso, (ac) solución acuosa.

2. Escribe si la reacción es de síntesis, análisis o descomposición, simple sustitución o doble

sustitución.

a) Síntesis b) Síntesis c) Análisis o descomposición d) Simple sustitución e) Simple sustitución f) Síntesis g) Doble sustitución h) Síntesis i) Análisis o descomposición j) Síntesis k) Síntesis l) Doble sustitución

Bibliografía D., C. (s.f.). Full Química. Obtenido de http://www.fullquimica.com/2011/12/reacciones-

redox.html

Mnedez, Á. (7 de mayo de 2010). La Guía.com. Obtenido de

http://quimica.laguia2000.com/reacciones-quimicas/reacciones-de-precipitacion

UNAM, F. d.-Q. (22 de fEBRERO de 2014). Química y Biología Molecular UNAM. Obtenido de

http://laguna.fmedic.unam.mx/~evazquez/0403/reacciones%20acido%20base.html