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Horas alumnos-docente: 16Horas independientes: 17
Reacciones qumicasEspontneas, lentas, inesperadas,
controladas o rpidas y furiosas
Bloque I
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Resuelve cuestionario y/o una serie de ejercicios donde complete
ecuaciones qumicas, efectuando el balanceo correspondiente.
Resuelve ejercicios de Identificacin del tipo de reaccin:
sntesis, descomposicin, simple sustitucin y doble sustitucin.
Argumenta los resultados del trabajo experimental sobre
reacciones de xido reduccin (redox). Explica las reacciones qumicas
que observa en su entorno e identifica las que generan productos
nocivos. Describe el concepto de entalpa de reaccin, utilizndolo
como criterio para distinguir entre reacciones endo-
trmicas y exotrmicas. Explica la forma en que algunos factores
(naturaleza de los reactivos, tamao de partcula, temperatura,
presin,
concentracin, catalizadores) modifican la velocidad de reaccin.
Siguiendo el mtodo cientfico, realiza una actividad experimental
sobre velocidad de reaccin y factores que la
modifican.
Competencias disciplinares Reconoce a los procesos qumicos como
fenmenos de su entorno y demuestra la validez de la ley de la
conservacin de la materia al balancear ecuaciones qumicas.
Reconoce la influencia de los factores que intervienen en la
rapidez con que se llevan a cabo las reacciones
qumicas y la cantidad de calor que se intercambia cuando se
desarrollan. Valora la importancia del desarrollo sostenible y
adopta una postura crtica y responsable ante el cuidado del
ambiente 3. Identifica problemas, formula preguntas de carcter
cientfico y plantea las hiptesis necesarias para res-
ponderlas. 4. Obtiene, registra y sistematiza la informacin para
responder a preguntas de carcter cientfico, consultan-
do fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes 5.
Contrasta los resultados obtenidos en una investigacin o
experimento con hiptesis previas y comunica
sus conclusiones 7. Explcita las nociones cientficas que
sustentan los procesos para la solucin de problemas cotidianos. 9.
Disea modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer
necesidades o demostrar principios cientficos. 10. Relaciona las
expresiones simblicas de un fenmeno de la naturaleza y los rasgos
observables a simple
vista o mediante instrumentos o modelos cientficos. 14. Aplica
normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y
equipo en la realizacin de activi-
dades de su vida cotidiana.
Competencias genricasSe conoce y valora a s mismo y aborda
problemas y retos, teniendo en cuenta los objetivos que persi-gue,
mediante el desarrollo de las siguientes atributos: 1. Enfrenta las
dificultades que se le presentan y es consciente de sus valores,
fortalezas y debilidades. 4. Escucha, interpreta y emite mensajes
pertinentes en distintos contextos mediante la utilizacin de
medios,
cdigos y herramientas apropiadas. 2. Expresa ideas y conceptos
mediante representaciones lingsticas, matemticas o grficas. 5.
Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir
de mtodos establecidos. 7. Maneja las tecnologas de la informacin y
la comunicacin para obtener informacin y expresar ideas. 3.
Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que
subyacen a una serie de fenmenos. 4. Construye hiptesis y disea y
aplica modelos para probar su validez. 5. Sintetiza evidencias
obtenidas mediante la experimentacin para producir conclusiones y
formular nuevas
preguntas. 7. Aprende por iniciativa e inters propio a lo largo
de la vida. 8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos
diversos. 30. Articula saberes de diversos campos y establece
relaciones entre ellos y su vida cotidiana. 11. Contribuye al
desarrollo sustentable de manera crtica, con acciones responsables.
33. Asume una actitud constructiva, congruente con los
conocimientos y habilidades con los que cuenta
dentro de distintos equipos de trabajo. 43. Asume una actitud
que favorece la solucin de problemas ambientales en los mbitos
local, nacional e
internacional. 44. Reconoce y comprende las implicaciones
biolgicas, econmicas, polticas y sociales del dao ambiental
en un contexto global interdependiente. 45. Contribuye al
alcance de un equilibrio entre los intereses de corto y largo
plazos en relacin con el
ambiente.
Cuadro de saberes
Conocer1. Reconoce el significado de los
smbolos utilizados en la escritura de ecuaciones qumicas.
2. Distingue entre las reacciones de sntesis, descomposicin,
sustitucin simple y sustitucin doble.
3. Conoce los mtodos de balanceo de ecuaciones qumicas por
tanteo, algebraico y por xido reduccin.
Hacer1. Explicar la transformacin de las
sustancias mediante el empleo de ecuaciones qumicas.
2. Predice los productos de diferentes reacciones qumicas.
3. Demuestra la ley de la conservacin de la materia a partir del
balanceo de ecuaciones.
Ser1. Valora la observacin e Identificacin
experimental de los cambios qumicos.
2. Valora la ley de la conservacin de la materia como principio
fundamental de la qumica moderna.
3. Aprecia la importancia de las reacciones de xido reduccin en
su entorno y en su organismo.
Identifica y representa los diferentes tipos de reacciones
qumicas Resuelve balanceo de ecuaciones de manera correcta
Distingue entre reacciones qumicas endotrmicas y reacciones qumicas
exotrmicas, partiendo de los datos
de entalpa de reaccin. Explica el concepto entalpa de formacin.
Explica el concepto velocidad de reaccin. Identifica los factores
que influyen en la velocidad de reaccin.
Competencias integradas al finalizar el bloque
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Resuelve cuestionario y/o una serie de ejercicios donde complete
ecuaciones qumicas, efectuando el balanceo correspondiente.
Resuelve ejercicios de Identificacin del tipo de reaccin:
sntesis, descomposicin, simple sustitucin y doble sustitucin.
Argumenta los resultados del trabajo experimental sobre
reacciones de xido reduccin (redox). Explica las reacciones qumicas
que observa en su entorno e identifica las que generan productos
nocivos. Describe el concepto de entalpa de reaccin, utilizndolo
como criterio para distinguir entre reacciones endo-
trmicas y exotrmicas. Explica la forma en que algunos factores
(naturaleza de los reactivos, tamao de partcula, temperatura,
presin,
concentracin, catalizadores) modifican la velocidad de reaccin.
Siguiendo el mtodo cientfico, realiza una actividad experimental
sobre velocidad de reaccin y factores que la
modifican.
Indicadores de desempeo
Cuadro de saberes
Conocer4. Explica los conceptos de oxidacin y
reduccin, agente reductor, agente oxidante y nmero de
oxidacin.
5. Explica los conceptos de entalpa de reaccin y entalpa de
formacin.
6. Distingue entre reacciones qumicas endotrmicas y reacciones
qumicas exotrmicas a partir de los datos de entalpa de reaccin.
7. Explica el concepto de velocidad de reaccin.
8. Describe la nocin de desarrollo sustentable.
Hacer4. Calcula el nmero de oxidacin de
los elementos que participan en una reaccin qumica tipo redox,
determinando los elementos que se oxidan y los que se reducen.
5. Aplica el balanceo por el mtodo de tanteo y xido
reduccin.
6. Identifica los factores que intervienen en la velocidad de
una reaccin qumica: naturaleza de los reactivos, tamao de partcula,
temperatura, presin, concentracin y catalizadores. Asimismo,
explica cmo afecta cada uno de ellos a la velocidad de reaccin.
7. Desarrolla actividades experimentales donde observa alguno(s)
de los factores que modifican la velocidad de reaccin.
Ser4. Valora las repercusiones positivas
o negativas sobre el ambiente y la sociedad, provocadas por los
procesos qumicos.
5. Muestra inters por comprender los cambios energticos en las
reacciones qumicas que ocurren en su entorno.
6. Valora la conveniencia de la lentitud o la rapidez de algunos
procesos qumicos que se presentan en su vida cotidiana.
7. Considera el desarrollo sustentable como una medida para
aminorar los problemas ambientales.
8. Colabora con sus compaeros de equipo para apoyar el
desarrollo sustentable.
Identifica y representa los diferentes tipos de reacciones
qumicas Resuelve balanceo de ecuaciones de manera correcta
Distingue entre reacciones qumicas endotrmicas y reacciones qumicas
exotrmicas, partiendo de los datos
de entalpa de reaccin. Explica el concepto entalpa de formacin.
Explica el concepto velocidad de reaccin. Identifica los factores
que influyen en la velocidad de reaccin.
Completa reacciones qumicas anotando las frmulas de los
productos a partir de los reactivos y efectuando el balanceo
correspondiente.
Elabora informe de la actividad experimental desarrollada.
Elabora un escrito sobre la relevancia de los procesos qumicos que
se utilizan para la solucin de problemas
cotidianos que reconoce en su comunidad. Elabora un organizador
grfico en el que presente lo relativo a la informacin del bloque,
particularmente los
mtodos de balanceo. Presenta resultados de investigacin sobre
reacciones endotrmicas o exotrmicas que se llevan a cabo en su
entorno y la utilidad que representan para diversas actividades
del ser humano.
Elabora organizador grfico que muestra la forma en que la
naturaleza de los reactivos, el tamao de la partcu-la, la
temperatura, presin, concentracin y catalizadores influyen en la
velocidad de una reaccin.Elabora informe de la actividad
experimental desarrollada.Investiga sobre procesos qumicos en los
que la lentitud o la rapidez de reaccin son fundamentales.
Sugerencias de evidencias de aprendizaje
Evaluacin diagnstica Evaluacin sumativa Actividad integradora
Rbricas (se realizarn a criterio del profesor en cada una de las
actividades que se plantean a lo largo del
bloque). Autoevaluacin Coevaluacin Heteroevaluacin
Evaluacin de los aprendizajes
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Qumica II
BLOQUE IReacciones qumicas Smbolos en las ecuaciones
qumicas Tipos de reacciones qumicas Balanceo de ecuaciones
qumicas Entalpia Velocidad de Reaccin Aplicaciones
14
BLOQUE IIIntroduccin a la qumica orgnica Configuracin electrnica
del
carbono Geometra molecular Hidrocarburos Grupos Funcionales
Identificacin de grupos
funcionales en las estructuras de las bio y macromolculas
QUIMICA II
Mapa de contenidos
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15
Qumica II
BLOQUE IIILa nocin del mol una expresin de la cantidad de
sustancia Unidades qumicas
estequiomtricas Estequiometra de
compuestos Leyes ponderales
BLOQUE IVEl estado gaseoso Sustancias que existen como
gases Presin de un gas Las leyes de los gases La ecuacin del gas
ideal Ley de Dalton de las presiones
parciales Aplicaciones. Presin
atmosfrica y la prctica deportiva.
Efecto invernadero e Inversin Trmica
QUIMICA II
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16
Qumica II
Evaluacin diagnstica
Responde las siguientes preguntas de manera individual, luego en
equipo compara tus respuestas.
1. Qu es una reaccin qumica?
2. Qu es una ecuacin qumica?
3. Qu caractersticas presenta una reaccin de combustin?
4. Menciona los factores que afectan la velocidad de
reaccin.
5. Qu diferencia presentan las reacciones exotrmicas y las
reacciones endotrmicas?
6. Menciona un ejemplo de una reaccin qumica de la vida
cotidiana.
7. Cmo aplicas el concepto de conservacin de la materia en el
balance de ecuaciones qumicas?
8. Anota las valencias que tienen los elementos representativos
IA, y VIIA; IIA y VIA.
Cmo aprendo mejor?
Estrategias de enseanza1.2.3.
Estrategias de aprendizaje1.2.3.
Cada maestro y alumno definir las estrategias que ms se adapten
a las necesidades
Ejemplos: ABP; Proyectos, anlisis o estudio de casos,
Aprendizaje in situ, aprender sirviendo, aprender utilizan-do las
TIC, Simulacin, Investigar con tutora, Aprendizaje cooperativo,
Reuniones de socializacin, Estudio independiente, Comunidades de
dilogo, etctera.
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17
Qumica II
En nuestro entorno suceden una serie de cambios qumicos o
transforma-ciones de la materia que modifican las propiedades y
caractersticas de las sustancias que se trasforman y por las cuales
podemos darnos cuenta que la qumica est presente y acta en nuestro
entorno.
En la atmsfera terrestre suceden a cada momento cambios qumicos,
algunos ocasionados por los rayos durante las tormentas, otros
cataliza-dos por los rayos ultravioleta (UV), algunos ms provocados
por las emi-siones de gases de diversas actividades humanas. En
estas trasformacio-nes qumicas pueden intervenir molculas de
nitrgeno, vapor de agua, ozono, oxgeno molecular, dixido de
carbono.
Introduccin
En la atmsfera ocurren reacciones qumicas que representamos
me-diante ecuaciones; en ellas se escriben mediante smbolos las
sustancias que cambian y las nuevas sustancias que se forman,
algunas veces se de-talla la cantidad de energa que se absorbe o se
desprende durante la reac-cin. De cualquier manera, durante una
reaccin qumica se rompen algu-nos enlaces qumicos y se forman otros
nuevos enlaces que mantendrn unidos entre s a los componentes de
los nuevos compuestos
Cada da se forma una cierta cantidad de ozono a la vez que otra
cantidad de ozono se destruye.
La industria metalrgica, la actividad volcnica, la industria
petrolera entre otras, emiten trixido de azufre, que al combinar-se
con el vapor de agua generan una sustancia corrosiva: el cido
sulf-
rico.
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18
Qumica II
Durante la fotosntesis, las plantas verdes, absorben dixido de
carbo-no de la atmsfera y con la energa solar, el agua y la
clorofila son capaces de producir azcares y oxgeno libre. Observa
cuntos nuevos enlaces se forman:
Los animales que se alimentan de plantas verdes, ingieren
azcares y otros productos qumicos elaborados por las plantas, y de
esta manera obtienen la energa que requieren para el desarrollo de
sus funciones vita-les. Este cambio qumico que ocurre en los
animales devuelve al ambiente agua y dixido de carbono en la
expiracin.
En la capa gaseosa que envuelve la Tierra ocurren a cada
instante reaccio-nes qumicas; en la litosfera la actividad de los
microorganismos es muy importante para la transformacin y la vida
de los suelos. Las bacterias y los hongos participan en los ciclos
del carbono, nitrgeno, azufre, fsforo y en la incorporacin del
potasio y el magnesio, entre otros, para su asimi-lacin por los
vegetales.
6H2O + 6 CO2 C6H12O6 + 6 O2
Amoniaco asimilable por los vegetales
Nitrgeno atmosfrico
Bacterias nitrificantesRhizobium
Observa y analiza el video que aborda el tema de la fotosntesis
y en equipo escriban las posibles reac-ciones qumicas implicadas en
el proceso. Entrega el reporte a tu profesor. Competencia 4
Fotosntesis.
http://www.youtube.com/watch?v=a8vFp_3vFEk&feature=relatedTIC
Actividad Responsabilidad
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19
Qumica II
La atmsfera contiene 78% de nitrgeno como gas inerte, el cual no
est disponible para las plantas. Sobre cada hectrea se estima que
existen 80 mil toneladas de N2 como gas inerte, que las plantas no
pueden aprove-char. Convertir el nitrgeno atmosfrico no disponible
en formas disponi-bles para las plantas (urea, sulfato de amonio o
NO3) ha sido un reto para la qumica agrcola.
Una de las formas ms frecuentes para la obtencin de este
compuesto es poniendo en contacto vapores de cido sulfrico y
amoniaco, en reactores a altas temperaturas. La sal formada se
precipita en el fondo del reactor:
H2SO4 (gas) + 2 NH3 (gas) (NH4)SO4 (slido)
Durante la maduracin de los frutos ocurren reacciones qumicas a
tem-peratura ambiente. Las transformaciones que se producen en las
frutas debido a la maduracin son:
- Degradacin de la clorofila y aparicin de pigmentos amarillos y
rojos llamados carotenos y antocianinas respectivamente.
- Degradacin de la pectina que forma la estructura.
- Transformacin del almidn en azcares y disminucin de la acidez.
Estas transformaciones pueden seguir evolucionando hasta el
deterioro de la fruta. El etileno es un compuesto qumico que
produce la fruta antes de madurar y es fundamental para que la
fruta madure.
El oxgeno del aire reacciona con los fenoles contenidos en la
pulpa de la manzana oca-sionando el cambio de color
caracterstico.
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20
Qumica II
Todos estos cambios qumicos presentes en nuestra vida diaria son
ejem-plos claros de lo que se conoce como reaccin qumica. Una
reaccin qu-mica es un proceso en el que cambia la naturaleza de una
o varias sus-tancias (reactivos), transformndose en otras nuevas
(productos). Esto supone un reordenamiento de los tomos mediante la
ruptura de unos enlaces y la formacin de otros nuevos.
Cmo se escribe una reaccin qumica?
Se escribe en forma de ecuacin, sustituyendo el signo de
igualdad por una flecha que indica el sentido de la misma. Delante
de cada frmula se pone el nmero de unidades del elemento o del
compuesto que intervienen en la reaccin, salvo cuando es la unidad,
de manera que una vez completada para cada elemento debe haber el
mismo nmero de tomos en ambos trminos. Por ejemplo, para indicar
que cuando el carbono (C) se quema en presencia del oxgeno del aire
(O2) se forma dixido de carbono (CO2), se escribira: C + O2 CO2. Si
queremos escribir la reaccin entre el hidrgeno (H2) y oxgeno (O2)
para formar agua (H2O), pondremos: 2 H2 + O2 2 H2O. Si queremos
describir que la piedra caliza (carbonato de calcio: CaCO3) se
descompone por el calor originando cal viva (xido de calcio: CaO) y
dixido de carbono (CO2), tendramos: CaCO3 CaO + CO2.
Referencia: 100 preguntas, 100 respuestas. Especial qumica Plan
de divulgacin del conocimiento, Andaluca, Innova Consejera de
Economa, Innovacin y Ciencia, 2011, Ao Internacional de la
Qumica.
Utilizando diversas fuentes de informacin, inves-tiga las
reacciones qumicas que ocurren conforme a las actividades
cotidianas que aparecen en el siguiente esquema. Escribe en el
recuadro un ejemplo representativo de cada una. Competencia 4
Actividad
Ejemplo
Abono natural Reciclaje MedicinaIndustriaAlimentacin
Beneficios de las reacciones qumicas
Responsabilidad
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Qumica II
Aplica el mtodo cientfico.Competencias 1, 4 y 5
Actividad
Reflexiona y comenta con tu equipo:Cmo quitaras el cascarn de un
huevo sin romperlo?Objetivo: Realizar una reaccin qumica utilizando
vinagre y el cascarn de un huevo.
Investiga en fuentes confiables de informacin:Cul es el
principal constituyente del cascarn?Identifica en el experimento:
qu sustancias actan como reactivos y cules como los productos de la
reaccin qumica efectuada?Cul es el estado fsico de las sustancias
que participan? Cul es el estado fsico de los productos?
Material:VasoUn huevo
Sustancia:100 mL de vinagre blanco
Hiptesis:
Observaciones:
Conclusiones:
Referencias:
Vaso transparente
Vinagre blanco
Huevo concascarn
Laboriosidad
Aplica el mtodo cientfico. Objetivo: efectuar una reaccin qumica
en condicio-nes de laboratorio a pequea escala.Competencias 1, 4, 5
y 8
Actividad
Investiga y comparte con tu equipo:Cules son los componentes
qumicos de los blanqueadores caseros?Cul es nombre qumico del cido
muritico?Cules son los reactivos utilizados en la reaccin
qumica?Cules son los productos de la reaccin qumica?Cules son las
medidas de seguridad que debes seguir durante el experimento?
Comunicacin
Responsabilidad
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22
Qumica II
3 mL de blanqueador (cloro)
0.5 mL de cido muritico (HCl)
Los reactivos
Medidas de seguridad: utiliza lentes de seguridad y bata
Procedimiento
1. Coloca 1 mL del blanqueador de ropa en un vaso de precipitado
pequeo.
2. Tapa el vaso con la gasa sujetndola con una liga
3. Sobre la gasa coloca el ptalo de color rojo.
4. Cubre el ptalo con un trozo de plstico y sujtalo al vaso con
una liga.
El vaso tapado con el plstico impide la salida de vapores
producto de la reaccin.
Pregunta a tu profesor cmo utilizar de manera segura la
jeringa
5. Utilizando la jeringa mide 0.5 mL (aproximado) de cido
muritico e inyctalo dentro del vaso. Cuidado!, trabaja a nivel de
la mesa del la-boratorio y no acerques el cido cerca de tus
ojos.
6. Enseguida lava la jeringa con agua corriente y entrgala
limpia a tu ins-tructor.
Vaso de precipitado de 10 mL Dos ligas
Un trozo de gasa para cubrir la boca del vaso Un ptalo de rosa
roja
Un trozo de plstico para cubrir la boca del vaso Una jeringa de
3 mL
Utilizaremos el siguiente material en esta actividad
experimental: Autocuidado
ResponsabilidadActividad
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Qumica II
Nombre comn
cido muritico +
Blanqueador cloro
Cloro gaseoso +Cloruro de
sodio + aguaNombre qumico
cido clorhdrico +
Hipoclorito de sodio
Qumica HCl(ac) + NaClO(ac) Cl2 + NaCl(ac) + H2O
Hiptesis:
Observaciones:
Conclusiones:
Referencias:
Una reaccin qumica se representa mediante una ecuacin qumica: en
el primer miembro aparecen las frmulas de las sustancias que
reaccionan (reactivos) y en el segundo miembro aparecen las frmulas
de las sustan-cias que se forman (productos), separados por una
flecha si la reaccin es irreversible o por dos flechas (una para
cada sentido) si la reaccin es reversible. Adems de las frmulas de
las sustancias, deben aparecer los denominados coeficientes
estequiomtricos. Tambin se indica el estado de agregacin de la
materia entre parntesis (slido, lquido o gas), y si la sustancia es
un precipitado, si se encuentra en solucin acuosa, si se pre-senta
un gas liberado, etctera.
Muchas reacciones, como la quema de combustible, son
irreversibles, suceden en un solo sentido (izquierda a derecha ).
En una reaccin re-versible, los productos pueden reaccionar para
producir el reactivo origi-nal.
Al escribir las ecuaciones qumicas para las reacciones
reversibles, no use la flecha habitual de un solo sentido. En su
lugar, utilizamos dos fle-chas. Por ejemplo:
Reacciones reversibles
Cloruro de amonio slido blanco
Amoniaco gas
+ Cloruro de hidrgeno gaseoso
NH4Cl(s) NH3(g) + HCl(g)
sulfato de cobre (II) anhidro blanco
+ agua sulfato de cobre (II) pentahidrat-ado azulCuSO4(s) +
H2O(l) CuSO4 5H2O(s)
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24
Hoja de notas
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25
Qumica II
1.1 SMBOLOS EN LAS ECUACIONES QUMICAS
Simbologa Significado
Seala los productos o la direccin de la ecuacin irreversible
(ocurre en un solo sentido)+ Agregar o reacciona con Reaccin
reversible
Precipitado (se forma un slido que va al fondo)
Liberacin de gas (se forma un gas que se libera)(s) Slido
(l) Lquido
(g) Gas
(ac), (aq) Solucin acuosa
Calor
Observars en el video cmo las molculas de los reactivos chocan
entre s para for-mar productos.
http://www.youtube.com/watch?v=yxmZwl26wiY&feature=related
TIC
Actividad 1 Pongamos en prctica lo aprendido sobre sim-bologa de
las ecuaciones qumicas. Completa el siguiente diagrama.Competencia
4
Observacin
2KCIO3 (s) 2KCI(s) + 3O2 (g)
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26
Qumica II
Actividad 2 Escribe con palabras lo que ocurre en las
si-guientes ecuaciones considerando la simbologa empleada.
Competencia 4
El metano gaseoso reacciona con el oxgeno molecular gas en
presencia de una chispa produciendo dixido de carbono gaseoso y
agua, liberando energa calorfica.
CH4 (g) + O2 (g) CO2 (g) + H2O(l) + Energachispa
NaOH(ac) + H2SO4 (ac) Na2SO4 + H2O(l)
Al(s) + HCl(ac) AlCl3 (s) + H2
NaCl(aq) + AgNO3 (aq) NaNO3 (ac) + AgCl bco.
a)
b)
c)
KClO3 (s) KCl(s) + O2 d)
Ejemplo 1:
Orden
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27
Qumica II
Actividad 3 Expresa mediante ecuaciones qumicas los siguientes
enunciados.Competencia 4
N2 (g) + H2 (g) NH3 (g)
Ejemplo 2: El amoniaco, un compuestos que se utiliza como
refrigerante y como materia prima para elaborar fertilizantes, se
puede sintetizar utilizando el nitrgeno molecular atmosfrico y el
hidrgeno molecular (subproducto de la petroqumica).
e) El agua lquida se descompone por electrlisis en hidrgeno
molecular gas y oxgeno molecular gas.
f) El azufre slido reacciona con el oxgeno del aire para
producir dixido de azufre gaseoso.
g) El cido actico del vinagre blanco reacciona con el carbonato
de calcio en polvo generando xido de calcio slido y desprendiendo
hidrgeno.
h) El fierro metlico reacciona con el azufre slido en presencia
de calor, produciendo sulfuro de fierro slido.
Dedicacin
Actividad 4 Investiga la formacin de la lluvia cida y escribe
las ecuaciones qumicas de las reacciones que se llevan a cabo,
sealando claramente el estado fsico de los reactivos y de los
productos. De qu manera puedes contribuir a disminuir la generacin
de lluvia cida?Competencias 4, 7, 8 y 11
Entrega el reporte de investigacin a tu profesor. No olvides
anotar al final del mismo las referencias bibliogrficas y
electrnicas.
Laboriosidad
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28
Qumica II
1.2 TIPOS DE REACCIONES QUMICASUno de los principales quehaceres
de la qumica es el estudio de las trans-formaciones que afectan la
estructura interna de la materia, es decir, de las reacciones
qumicas; es de su inters estudiar las sustancias que reac-cionan,
los productos que se generan, la energa involucrada. A la qumica
como ciencia le interesa conocer las reacciones que se efectan a
nivel laboratorio, a pequea escala, para luego llevarlas a un nivel
industrial. El estudio de las reacciones qumicas permite predecir y
encontrar nuevos materiales, nuevos medicamentos, mejorar
alimentos, optimizar fertili-zantes, entender el metabolismo en los
microorganismos y en las especies superiores.
Por ejemplo el monxido de carbono (CO) es un producto de la
com-bustin incompleta de la gasolina, gas butano, cigarro,
incendios foresta-les. Cuando la materia orgnica se quema en
presencia de suficiente oxge-no, el producto final es el dixido de
carbono y agua. Cuando esta reaccin qumica tiene lugar en
condiciones precarias de oxgeno, el producto final es CO. Se estima
que el CO puede ser responsable de ms de la mitad de las
intoxicaciones letales en todo el mundo.
Materia orgnica + Oxgeno insuficiente Monxido de carbono +
Otros
Monxido de carbono + Hemoglobina Carboxihemoglobina
El monxido de carbono, por su alta afinidad por la hemoglobina
(200-250 veces mayor que la del oxgeno) puede reducir de manera
drstica la capacidad de transportar oxgeno, lo cual puede
repercutir gravemente en la salud.
Otro ejemplo de una reaccin qumica de la vida cotidiana son las
oxida-ciones de los metales, como el fierro y el aluminio.
En el caso del fierro, el oxgeno lo corroe formando en polvo
rojizo de-nominado xido de fierro (III) que cataliza la reaccin y
en consecuencia el xido formado contribuye a que la oxidacin
contine. Como sabemos, pintar una puerta o ventana oxidada no ayuda
a evitar la corrosin del metal.
4 Fe(s) + 3 O2 (g) 2 Fe2O3 (s)
En el caso del aluminio, el oxgeno lo empaa o quita brillo
formando una capa de xido de aluminio que impide el avance de la
reaccin de oxi-dacin y en consecuencia el xido formado contribuye a
que el aluminio no se oxide ms.
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29
Qumica II
4 Al + 3 O2 (g) 2 Al2O3 (s)
A + B AB
En nuestro entorno se manifiestan constantemente cambios qumicos
o reacciones qumicas.
En estos enlaces podrs ver los tipos de reacciones
qumicas:http://www.youtube.com/watch?v=tE4668aarckhttp://video.about.com/chemistry/What-Are-Types-of-Chemical-Reactions.htm
TIC
Para estudiar esas reacciones de manera sencilla los qumicos las
han cla-sificado en varios tipos:
1.2.1 Sntesis o adicinSe producen cuando dos o ms sustancias
(elementos o compuestos) re-accionan para producir una sola
sustancia (compuesto). Se les puede re-presentar de manera general
como:
Ejemplos:
Reacciones de combinacin
A + B AB
Metal + Oxgeno Oxido metlico
Ca(s)+ O2(g)
CaO(s)
Pb PbO2 (s)
Actividad 5 En equipo observen y analicen los videos, ahora en
una hoja de papel destaquen y ejemplifiquen los tipos de reacciones
qumicas que se abordan en los videos. Competencias 4, 7, 8 y 11
Entrega de manera individual el reporte a tu profesor.
Organizacin
Empata
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30
Qumica II
Reacciones de combinacin
No metal + Oxgeno Oxido metlico
N2 (g) + O2 (g) N2O3 (g)
C(s) CO2 (g)xido metlico + Agua Hidrxido
CaO(s) + H2O(l) Ca(OH)2 (s)
xido no metlico + Agua cido oxigenado
(oxicido)
SO3 (g) + H2O(l) H2SO4(l)Metal + No metal Sal binaria
K + Br2 KBr
1.2.2 Descomposicin o anlisisUna sola sustancia (un compuesto)
participa como reactivo, se descompo-ne para formar dos o ms
sustancias. Los productos suelen ser elementos o compuestos. Este
tipo de reacciones se llevan a cabo, generalmente, en presencia de
calor o por adicin de energa de algn tipo.
Ejemplos:
AB A + B + C
Los bicarbonatos (HCO3-1, y los carbonatos CO3
-2) cuando se calientan se descomponen para
producir dixido de carbono, CO2(g)
2NaHCO3 (s) Na2 CO3 (s) + CO2 + H2O(l)CaCO3 (s) CaO(s) + CO2
Algunas sales y xidos metlicos se descomponen por calentamiento
produciendo oxgeno molecular
KClO3 (s) KCl(s) + O2 HgO(s) Hg + O2
AB A + B
-
31
Qumica II
A + BC B + AC
Au
-
32
Qumica II
1.2.4 Desplazamiento dobleDos compuestos que actan como
reactivos intercambian sus respectivos iones o elementos ocurriendo
as un doble desplazamiento o sustitucin.
AB + CD AD + CBKI(ac) + Pb(NO3)2 (ac) KNO3 (ac) + Pbl2 (s)
NaCl(ac) + AgNO3 (ac) NaNO3 (ac) + AgCl(s)Algunas reacciones de
neutralizacin entre
cidos y bases son de doble sustitucin
NaOH(ac) + HCl(ac) NaCl(ac) + H2O(l)Ba(OH)2 (ac) + H2SO4 (ac)
BaSO4 (ac) + H2O(l)
Otras reacciones de desplazamiento doble
KOH + CO2 (g) K2CO3 + H2O(l)CdO(s) + HCI(ac) CdCl2 + H2O(l)
AB + CD AD + CB
Actividad 6 Disea un juego de lotera con cartas en las cua-les
incluyas los nombres de los diferentes tipos de reacciones; escribe
ejemplos de las reaccio-nes vistas en la tabla anterior y juega en
pareja o hasta con cuatro compaeros.Competencias 5, 7 y 8
Lotera de los tipos de las reacciones qumicas
Reacciones de desplazamiento simple o sustitucin simple
Reacciones de descomposicin
Reacciones de desplazamiento doble o sustitucin doble Reacciones
de neutralizacin
Reacciones de combinacin Reacciones de combustin
Disea otras tres cartas; cambia
de posicin los nombres de los tipos de reaccin qumica.
De este tipo de cartas,
correspondientes a las reacciones, haz
tantos ejemplos como se te ocurran,
incluidos algunos que no sean reacciones.
Fe + CuSO4 (ac) Cu + FeSO4 (ac)
Creatividad
-
33
Qumica II
En el siguiente enlace podrs observar cmo el cobre es capaz de
despla-zar a la plata de una solucin de nitrato de plata.
http://www.youtube.com/watch?v=Y3Dcv_QnQzk&NR=1&feature=fvwphttp://www.youtube.com/watch?v=TQdNPSwHUt4&feature=related
TIC
En esta experiencia podrs apreciar dos reacciones qumicas, las
cuales debers tipificar y balancear.
Materiales:Dos frascos pequeos de plstico o vidrioUn clavo
limpioUn trozo de alambre de cobre limpio (lijar para quitarle la
resina o capa protectora)Solucin acuosa diluida de sulfato de
cobreSolucin acuosa diluida de nitrato de plata
Hiptesis:
Observaciones:
Conclusiones:
Referencias:
Actividad 7 Aplica el mtodo cientfico. Competencias 1, 4, 5 y
8
5 min. 10 min. 20 min. Final de la clase
Orden
Cuidado
-
34
Qumica II
En el siguiente enlace podrs apreciar el experimento entre el KI
y en nitrato de plomo; observa que la cantidad de sustancias
qumicas es grande y contamina el
ambiente.http://www.youtube.com/watch?v=DITY2rXYU-I
TIC
Qu nombre escogeras que sea congruente para la prctica de
laboratorio?Cul es el objetivo de la prctica?En este experimento
podrs apreciar una reaccin qumica entre dos compuestos qumicos en
solucin.
Material:2 tubos de ensaye pequeos
Reactivos:Solucin diluida de yoduro de potasioSolucin diluida de
nitrato de plomo (II)
Procedimiento: Agregar 2 gotas de solucin diluida del Yoduro de
Potasio a cinco gotas de solucin diluida de nitrato de plomo
(II)
Hiptesis:
Observaciones:
Conclusiones:
Referencias:
Actividad 8 Aplica el mtodo cientfico. Competencias 1, 4, 5 y
8
Nombre qumico
Nitrato de Plomo (ll) + Yoduro de potasio
Yoduro de plomo (II) + Nitrato de potasio
Ecuacin qumica Pb(NO3)2 (ac) + KI(ac) Pbl2 + KNO3 (ac)
Cuidado
Observacin
-
35
Qumica II
En el video del enlace podrs apreciar las reacciones de doble
sustitucin en las que vers la formacin de
precipitados.http://www.youtube.com/watch?v=3Ziij2cpwcA
TIC
Una vez que realizaste el experimento, qu nombre escogeras que
sea congruente para la prctica de laboratorio.Cul es el objetivo de
la prctica?En este experimento podrs apreciar una reaccin qumica
entre dos compuestos qumicos en solucin
Material:Un tubo de ensayoFrasco gotero
Reactivos: 1 mL de solucin diluida de cloruro de sodio. 3 gotas
de solucin diluida de nitrato de plata.
Con ayuda de una pipeta mide 1 mL de solucin diluida de cloruro
de sodio, observa las caractersticas de la solu-cin. Enseguida
agrega gota a gota una solucin de nitrato de plata diluida y
observa.
Ahora completa lo siguiente:
Hiptesis:
Observaciones:
Conclusiones:
Referencias:
ResponsabilidadActividad 9 Aplica el mtodo cientfico.
Competencias 1, 4, 5 y 8
Nombre qumico
-------------------- + Cloruro de sodio Cloruro de plata +
--------------------
Ecuacin qumica AgNO3 (ac) + --------------------
-------------------- + NaNO3 (ac)
-
36
Qumica II
amarillo
Relaciona las siguientes columnas de acuerdo con los tipos de
reacciones qumicas. Competencias 4, 5
[ ] Fe + S FeS 1 Reaccin de descomposicin
[ ] Cl2 (g) + HI(ac) HCl(ac) + I2 [ ] CaO(s) + CO2 (g) CaCO3 (s)
2 Reaccin de combustin[ ] 2Na(s) + Cl2 (g) 2NaCl(s)
[ ] AgNO3 (ac) + NaCl(ac) AgCl(s) + NaNO3 (ac)3 Reaccin de
neutralizacin
[ ] Mg(s) + 2HCl(ac) MgCl2 (ac) + H2 (g)[ ] CH4 + 2O2 2H2O + CO2
[ ] 2H2O2 2H2O + O2[ ] N2 (g) + 2O2 (g) 2NO2 (g)
[ ] (NH4)2Cr2O7 (s) Cr2O3 (s) + N2 (g) + H2O(l)4 Reaccin de
desplazamiento doble o sustitucin
doble
Actividad 11Reflexin
Observacin
Una vez que observaste el experimento del video anterior, qu
nombre escogeras, que sea congruente con la prctica de
laboratorio.
Cul es el objetivo de la prctica?
AnlisisActividad 10 Aplica el mtodo cientfico.
Competencias 1, 4, 5 y 8
Primera parte del video
Nombre qumico
Nitrato de Plata + Cloruro de sodio Cloruro de plata + Nitrato
de sodio
Ecuacin qumica AgNO3 (ac) + --------------------
-------------------- + NaNO3 (ac)
Segunda parte del video
Nombre qumico
Nitrato de Plata + Yoduro de sodio Yoduro de plata + Nitrato de
sodio
Ecuacin qumica AgNO3 (ac) + --------------------
-------------------- + NaNO3 (ac)
-
37
Qumica II
[ ] SF4 (g) + F2 (g) SF6 (g)
[ ] 2 AgBr(s) + 2 Ag(s) + Br2 (l) 5Reaccin de desplazamiento
simple o sustitucin
simple
[ ] O2 (g) + 2SO2 (g) 2SO3 (g)
[ ] Ca(OH)2 (aq) + 2 HCl(aq) CaCl2 (aq) + 2 H2O(l)6 Reaccin de
combinacin
[ ] 2H2O(l) 2H2 (g) + O2 (g)[ ] 2HgO(s) 2Hg(l) + O2 (g)
[ ] HCl(ac) + NaOH(ac) NaCl(ac) + H2O(l)
1.3 BALANCEO DE LAS REACCIONES QUMICASEn todas las reacciones
qumicas se observa un proceso de transforma-cin de la materia, es
por eso que en todo momento debe de cumplirse con la ley universal
de la conservacin de la materia, publicada en 1783 por Antonie
Lavoisier.
1.3.1 Balanceo por tanteoEste mtodo se basa en buscar en
equilibrio en la cantidad de reactivos y productos en un conteo a
prueba y error hasta tener el mismo nmero de tomos en ambos lados
de la ecuacin qumica.
Ejemplo 1:
BaCl2 + AgNO3 Ba(NO3)2 + AgCl
Antes de balancear
Reactivos Productos
Ba = 1 Ba = 1
Cl = 2 Cl = 1
Ag = 1 Ag = 1
N = 1 N = 2 x 1 = 2
O = 3 O = 2 x 3 = 6
-
38
Qumica II
BaCl2 + 2 AgNO3 Ba(NO3)2 + 2 AgCl
Bi2S3 + O2 BiO2 + SO2
Bi2S3 + 5 O2 2 BiO2 + 3 SO2
Despus de balancear
Reactivos Productos
Ba = 1 Ba = 1
Cl = 2 Cl = 2
Ag = 2 Ag = 2
N = 2 N = 2 x 1 = 2
O = 2 x 3= 6 O = 2 x 3 = 6
Antes de balancear
Reactivos Productos
Bi = 2 Bi = 1
S = 3 S = 1
O = 2 O = 4
Despus de balancear
Reactivos Productos
Bi = 2 Bi = 2
S = 3 S = 3
O = 2 x 5 = 10 O = 2 x 2 + 3 x 2 = 10
Ejemplo 2:
-
39
Qumica II
P4 + HNO3 P2 O5 + N2 + H2 O
1.3.2 Balanceo por el mtodo algebraicoEste mtodo es exacto como
las matemticas, de tal manera que los re-sultados obtenidos de la
resolucin de las ecuaciones simultneas son los coeficientes exactos
para que la ecuacin quede balanceada.
Los pasos para resolver por el mtodo algebraico son los
siguientes:
1. Se escribe la ecuacin qumica.
2. Se afectan con literales las sustancia qumicas, tanto
reactivos como productos.
P4 + HNO3 P2O5 + N2 + H2Oa b c d e
3. Se plantean las ecuaciones algebraicas.
a) Las incgnitas debern ser de tal manera que se pueda resolver
el sis-tema determinado e indeterminado de ecuaciones.
b) Los subndices de la ecuacin qumica sern los coeficientes de
la ecua-cin algebraica que se forme.
Nota: Las ecuaciones planteadas son cuatro y las incgnitas
cinco, por lo tan-to se puede resolver el sistema de
ecuaciones.
Actividad 12 Balancea por el mtodo del tanteo las siguien-tes
ecuaciones qumicas, escribe el coeficiente en el lugar
correspondiente.Competencias 4 y 5
1. _____ Al(OH)3 + _____ H2SO4 _____Al2(SO4)2 + _____ H2O2.
_____ NaCl(s) + _____ H2SO4 (ac) _____ HCl(g) + _____ Na2SO4(s) 3.
_____ C4H10(g) + _____ O2(g) _____ H2O(l) + _____ CO2(g) 4. _____
CuSO4 + _____ Fe _____ FeSO4 + _____ Cu 5. _____ HNO3 + _____ C
_____ CO2 + _____ NO + _____ H2O6. _____ KI + _____ H2SO4 _____
K2SO4 + _____ I2 + _____ H2S + _____ H2O
Dedicacin
-
40
Qumica II
Nm. de ecuacin
P 4a = 2c 1
H b = 2e 2
N b = 2d 3
O 3b = 5c + e 4
4. Se dar un valor arbitrario a una de las literales y puede ser
la literal ms repetida. El valor arbitrario puede ser igual o mayor
de 1 y al final se podr simplificar todos los valores
obtenidos.
Nota: Observa que la letra b se encuentra en las ecuaciones 2 y
3; esto puede ayudar a resolver el sistema de ecuaciones, por lo
que se le puede dar el valor arbitrario de 2.
En ecuacin 2: b = 2b = 2e (2)2 = 2ee = = 1
En la ecuacin 3 se sustituye el valor de b:
b = 2d (3)2 = 2dd = = 1
En ecuacin 4, se sustituye el valor de b y e:
3b = 5c + e (4)3(2) = 5c + 1 ; 6 - 1 = 5c ; c = = 1
En ecuacin 1 se sustituye el valor de c:
4a = 2c (1)4a = 2(1) ; a = =
2
2
5
2 1
2
2
5
4 2
5. Los resultados obtenidos sern los coeficientes exactos y
enteros para que quede balanceada la ecuacin.
Como uno de los coeficientes resulta una fraccin, entonces todos
los resultados se multiplican por un factor, de tal manera que se
obtengan nmeros enteros:
a = X 2 = 1
b = 2 X 2 = 4
c = 1 X 2 = 2
d = 1 X 2 = 2
e = 1 X 2 = 212
-
41
Qumica II
Ecuacin balanceada
P4 + 4HNO3 2P2O5 + 2N2 + 2H2Oa b c d e
Ca3(PO4)2 + SiO2 + C CaSiO3 + P4 + CO
a = 2
Ejemplo 2:
1. Escribir la ecuacin de forma correcta.
2. Si la ecuacin tiene parntesis se eliminan.
3. Asignar de forma arbitraria una literal a cada frmula,
generalmente se usan las primeras letras del alfabeto (maysculas,
es decir, A, B, C, D, etctera.).
4. Se plantea una ecuacin por cada uno de los elementos
presentes, se realiza poniendo tantas veces la literal como
cantidad del elemento en cuestin.
Ca3P2O8 + SiO2 + C CaSiO3 + P4 + CO
Ca3P2O8 + SiO2 + C CaSiO3 + P4 + COa b c d e f
Nm. de ecuacin
Ca 3a = d 1
P 2a = 4e 2
O 8a + 2b = 3d + f 3
Si b = d 4
C c = f 5
5. Asignar un valor a la literal que aparezca en la mayora de
las ecuacio-nes (el que uno quiera).
-
42
Qumica II
6. Sustituir ese valor, en las otras ecuaciones iniciando por la
ms sencilla. Con este proceso se determinan los valores de las
otras literales.
Nm. de ecuacin
Ca 3 x 2 = d 16 = d
P 2 x 2 = 4e 24 = 4e1 = e
O 8 x 2 + 2 x 6 = 3 x 6 + f 316 + 12 = 18 + f
16 + 12 - 18 = f10 = f
Si b = 6 4C c = 10 5
a = 2, b = 6, c = 10, d = 6, e = 1, f = 10
2 Ca3P2O8 + 6 SiO2 + 10C 6 CaSiO3 + P4 + 10 CO
2 Ca3(PO4)2 + 6 SiO2 + 10 C 6 CaSiO3 + P4 + 10 CO
7. Se toman los valores obtenidos y se traspasan a la
ecuacin.
8. Si en la ecuacin se tuvo que hacer eliminando parntesis, se
tienen que volver a restablecer.
9. Verificar si los resultados coincidieron con la ecuacin
obtenida.
Elemento Reactivo Productos
Ca 6 6P 4 4O 28 28Si 6 6C 10 10
-
43
Qumica II
1.3.3 Mtodo de xido reduccin (redox)Antes de empezar con los
pasos de este mtodo es necesario definir y aclarar dos trminos el
de oxidacin y reduccin.
La oxidacin es un evento que se presenta en un tomo, cuando ste
pierde o cede electrones, provocando que su nmero de oxidacin
(valen-cia) aumente en su carcter positivo.
Al0 Al+3 el aluminio pierde tres electrones
2Cl-1 Cl20 el cloro pierde un electrn por cada cloro
N-3 N+5 en nitrgeno pierde 8 electrones
Mn+4 Mn+7 el manganeso pierde 3 electrones
Br+5 Br-1 el bromo gana 6 electrones
Fe+3 Fe+2 el fierro gana 1 electrn
Mn+6 Mn el manganeso gana 6 electrones
O2 2 O-2 el oxgeno gana 2 electrones por cada tomo de oxgeno
La reduccin es un evento simultneo a la oxidacin, ya que ante la
prdida de electrones por un tomo es necesario que otro tomo gane
esos electrones, provocando la reduccin; o sea, al ganar
elec-trones un tomo hace que su nmero de oxidacin (valencia)
disminu-ya, o bien se haga ms negativo.
Actividad 13 Balancea las siguientes ecuaciones qumicas
uti-lizando el mtodo algebraico. Entrega los ejerci-cios a tu
profesor siguiendo sus indicaciones. Competencias 4, 5
1. HIO3 + Na2SO3 Na2SO4 + l2 + H2O2. NaOH + H3PO4 Na3PO4 + H2O3.
HCl + KMnO4 KCl + MnCl2 + H2O + Cl24. PbS + Cu2S + HNO3 Pb(NO3)2 +
Cu(NO3)2 + NO2 + S + H2O5. Cr2(SO4)3 + KI + KIO3 + H2O Cr(OH)3 +
K2SO4 + I2
Orden
-
44
Qumica II
En pocas palabras, la prdida de electrones es la oxidacin; la
ganancia de electrones es la reduccin.
xido reduccin y nmero de
oxidacin:http://www.youtube.com/watch?v=XslZFHBlUTc&feature=relatedTIC
Para la aplicacin del mtodo es necesario tener presente lo
siguiente:
1. El nmero de oxidacin de un elemento libre es cero:
2. El nmero de oxidacin de los metales en los compuestos es
igual a su valencia inica. Por ejemplo, alcalinos +1,
alcalinotrreos +2, y siempre es positiva, algunos metales tienen
valencia nica, como los que per-tenecen a los grupos IA, IIA y
IIIA, pero otros tienen valencia variable y sos los encontramos en
el bloque de los metales de transicin.
Sugerencia: consulta la tabla peridica y elabora una lista de
metales de valencia nica, escribiendo el smbolo y su valencia, as
como una lista de metales de valencia variable.
3. El nmero de oxidacin de un in es igual a su carga.
4. El nmero de oxidacin del hidrgeno en la mayora de los
compues-tos es de +1 (H+1Cl-1), excepto en los hidruros metlicos,
que son com-puestos en donde el hidrgeno se une al metal y es en
este caso donde el hidrgeno es 1 (Na+1 H1).
5. El nmero de oxidacin del oxgeno en la mayora de los
compuestos que forma es 2, excepto H2O2 donde es 1.
6. La suma algebraica de los nmeros de oxidacin de todos los
tomos de un compuesto es igual a cero (K+1 Cl+5 O3-2, K+1 Cl-1,
H2+1 S+6 O4-2).
Zn0, Al0, Cu0 N20, O20, Cl20, P40, H20
En este tipo de reacciones se utilizan las reglas de los nmeros
de oxida-cin de los elementos, una sustancia pierde electrones
(oxidacin) y otra que gana electrones (reduccin), como aparece en
la siguiente tabla:
O X I D A C I N
-7-6-5-4-3-2-1 0 +1+2+3+4+5+6+7
R E D U C C I N
KClO3 (s) KCl(s) + O2
Para balancear por este mtodo se siguen los siguientes
pasos:
-
45
Qumica II
1. Se anota sobre cada elemento la valencia, verificando que la
ecuacin sea de tipo redox:
2. Se identifican los elementos que variaron de valencia y se
proponen dos semirreacciones:
a) (Cl+5 + Cl-1) reduccin
b) (O3-2 O20) oxidaccin
Siempre habr por lo menos un elemento que se oxide y otro que se
reduce.
3. Se balancea en masa utilizando coeficientes
estequiomtricos:
De cada lado de la semirreaccin tenemos un cloro, recordemos que
el coeficiente 1 no se escribe:
a) (Cl+5 + Cl-1) reduccin
b) (O3-2 O20) oxidacin
Observemos que el oxgeno de los reactivos son 3 y en el oxgeno
de los productos son 2 no estn balanceados, para equilibrar las
cantidades de oxgeno en ambos lados utilizamos coeficientes que al
multiplicar nos de la misma cantidad en ambos lados:
(2O3-2 3O20) Ahora tenemos 6 de oxgenos en cada lado
4. Una vez balanceada en masa procedemos a balancear las cargas;
es decir, igualar los electrones ganados y los electrones
perdidos.
a) (Cl+5 + 6e- Cl-1) reduccin
b) (2O3-2 3O200 + 12e-) oxidacin
KClO3 (s) KCl(s) + O2
K+1 Cl+5 O3-2 K+1 Cl-1 + O2
Para balancear por este mtodo se siguen los siguientes
pasos:
-1 0 +1 +2 +3 +4 +5
6e-
-2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5
6e-
-
46
Qumica II
5. Se multiplica por un factor para tener el mismo nmero de
electrones ganados y perdidos, luego se simplifican el nmero de
electrones gana-dos y perdidos:
a) 2 (Cl+5 + 6e- Cl-1)
b) 1 (2O3-2 3O20 + 12e-)
Quedando:
a) 2Cl+5 + 12e- 2Cl-1
b) 2O3-2 3O20 + 12e-
6. Se suman algebraicamente las semirreacciones y se eliminan
trminos comunes:
2Cl+5 + 12e- + 2O3-2 2Cl-1 + 3O2 + 12e-
7. Los coeficientes obtenidos se escriben en la ecuacin
original, y queda balanceada la ecuacin:
2KClO3 (s) 2 KCl(s) + 3 O2Nota: en caso de no quedar balanceada
la ecuacin qumica se termina el balanceo por el mtodo de
tanteo.
Ejemplo de balance de ecuaciones por redox
Ecuacin qumica correctamente escrita:
Se anota la valencia, verificando que la ecuacin sea de tipo
redox:
Semireacciones de los elementos que tuvieron cambios en la
valencia:
Co+2 Co2+3 oxidacin (se pierden electrones)
Cl+5 Cl-1 reduccin (se ganan electrones)
Se balancea en masa:
2Co+2 Co2+3
Cl+5 Cl-1
Se balancea en carga:
2Co+2 Co2+3 + 2e-
6e- + Cl+5 Cl-1
CoCl2 + KClO3 + KOH Co2O3 + KCl + H2O
Co+2 Cl2-1 + K+ Cl+5 O3+2 + K+ O-2 H+1 Co2+3 O3-2 + K+ Cl-1 +
H2-1 O-2
-
47
Qumica II
Se multiplica por un factor para tener los mismos electrones
ganados y perdidos:
[2Co+2 Co2+3 + 2e-] 3
6e- + Cl+5 Cl-1
Quedando seis electrones de cada lado de la ecuacin que
6Co+2 3Co2+2 + 6e-
6e- + Cl+5 Cl-1
Se suman las dos ecuaciones y se eliminan trminos comunes
6Co+2 + 6e- + Cl+5 3Co2+3 + Cl-1 + 6e-
Se pasan los coeficientes obtenidos a la reaccin principal, los
coeficientes de las sustancias restantes se calculan por
tanteos
6CoCl2 + KClO3 + KOH 3Co2O3 + KCl + H2O
Antes de balancear por tanteos Despus de balancear por
tanteos
Reactivos Productos Reactivos Productos
Co = 6 Co = 6 Co = 6 Co = 6Cl = 12 + 1 = 13 Cl = 1 Cl = 12 + 1 =
13 Cl = 13
K = 1 + 1 = 2 K = 1 K = 1 + 12 = 13 K = 13O = 3 + 1 = 4 O = 3 x
3 + 1 = 10 O = 3 + 12 = 16 O = 3 x 3 + 6 = 16
H = 1 H = 2 H = 12 H = 6 x 2 = 12
6CoCl2 + KClO3 + 12KOH 3Co2O3 + 13KCl + 6H2O
Balancea las siguientes ecuaciones qumicas utilizando el mtodo
de xido reduccin. Seala en cada caso la especie qumica que se oxida
y la que se reduce. Pregunta a tu profesor la manera como habrs de
reportar los ejercicios. Competencias 4 y 5
1. CuSO4 + Fe FeSO4 + Cu 2. HNO3 + C CO2 + NO + H2O3. KI + H2SO4
K2SO4 + I2 + H2S + H2O4. Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2S + H2O5. NaIO3 + NaI
+ HCl NaCl + I2 + H2O6. K2Cr2O7 + HCl KCl + CrCl3 + Cl2 + H2O7.
H2SO4 + Al Al2(SO4)3 + SO2 + H2O8. KCl + KMnO4 + H2SO4 Cl2 + MnSO4
+ K2SO4 + H2O
Actividad 14Laboriosidad
-
48
Qumica II
Material: 2 caimanes (cables conectores uno de cada color, por
ejemplo, un rojo y un negro)1 vaso de precipitados de 25 mL o ms
pequeo2 puntas de lpiz (grafito) de 7 cm de longitud de hoja de
acetato1 pila cuadrada de 9 voltios o un cargador de celular en
desuso (si no se tiene la pila se puede usar el cargador).
Reactivos:Solucin diluida de yoduro de potasio 0.1 MSolucin de
fenolftalenaSolucin de almidn
Procedimiento:En un vaso de precipitado pequeo colocar la
solucin de yoduro de potasio; si el vaso es de 10 mL de capacidad
podemos utilizar 7 mL de la solucin aproximadamente.Agregar 5 gotas
de solucin de fenolftalena o medio mL de solucin de almidn.Cortar
un trozo de acetato de tal manera que pueda dividir la solucin en
dos partes. El trozo de acetato debe estar apretado para que divida
la solucin e impida en lo posible su paso de un extremo del vaso al
otro.Enseguida colocamos los electrodos de grafito, como se muestra
en las fotografa.
Nota: Un equipo lo puede utilizar la fenolftalena y otro equipo
la solucin de almidn.
Completa la tabla:
Actividad 15 Aplica el mtodo cientfico.El objetivo de la prctica
es realizar en el labo-ratorio una reaccin de electrlisis que
necesa-riamente implica una oxido reduccin.
Electrlisis de yoduro de potasio (KI)Competencias 4 y 5
Nombre qumico
Yoduro de potasio Hidrxido de potasio + --------------------
Ecuacin qumica -------------------- (ac) --------------------
(ac) - l2
electricidad
electricidad
Responsabilidad
Orden
-
49
Qumica II
Ahora completa lo siguiente utilizando la palabra adecuada:
En el ctodo ocurre la semirreaccin de ___________: 2 H2O + 2e-
H2 + 2 OH-. Se generan iones OH- que hacen que el medio se vuelva
bsico por lo que la fenolftalena adquiere una coloracin
___________. En el nodo ocurre la semirreaccin de ___________: 2I-
I2 + 2e-. El ___________ obtenido en presencia de almidn forma un
complejo de color ___________ caracterstico, cuando no se utiliza
almidn la solucin se torna de color caf.
Figura 2. En el electrodo de la izquierda ilumina utilizando
color rosa de la fenoftalena en presencia de OH-.
Figura 1 En el electrodo de la izquierda ilumina con color azul
marino un complejo azul de I2 y almidn.
1.4 ENTALPA
1.4.1 Concepto de entalpaLa mayora de los cambios fsicos y
qumicos, incluidos los que tienen lugar en los sistemas vivos,
ocurren en condiciones de presin constante de la atmsfera. En el
laboratorio, por ejemplo, con frecuencia las reacciones se realizan
en vasos de precipitados, matraces o tubos de ensaye, que
perma-necen abiertos y, por tanto, su presin aproximada es de una
atmsfera (1 atm). Para medir el calor absorbido o liberado por una
reaccin qumica (sistema) durante un proceso a presin constante se
utiliza una propiedad qumica conocida como entalpa, que se
representa por el smbolo H. La entalpa es una propiedad extensiva
(depende de la cantidad de materia). Es imposible determinar la
entalpa de una sustancia, por lo tanto lo que se mide realmente es
el cambio de entalpa, H (la letra griega delta [], significa
cambio).
Al calor de reaccin, es decir, el cambio de energa en una
reaccin qumica, se llama entalpa.
1.4.2 Entalpa de reaccinLa termoqumica es el estudio de los
cambios de calor en las reacciones qumicas. La primera ley de la
termodinmica establece:
Entalpa: La palabra entalpa deriva del griego enthalpein, que
significa calentar.
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Qumica II
La energa no puede crearse ni destruirse en una reaccin
qumica:
La energa nicamente se transforma de una forma a otra.
La energa trmica de un sistema se asocia al movimiento de sus
mo-lculas.
Los enlaces se consideran como energa potencial.
El calor asociado a una reaccin se llama entalpa y se denota
como H.La energa trmica es la energa asociada al movimiento
aleatorio de los
tomos y las molculas. La energa trmica se puede calcular a
partir de me-diciones de temperatura: cuanto ms vigoroso sea el
movimiento de los tomos y de las molculas en una muestra de
materia, estar ms caliente y su energa trmica ser mayor. Sin
embargo, es necesario distinguir con claridad entre energa trmica y
temperatura. Un vaso de leche de 200 mL a 40 C tiene ms alta
temperatura que una olla de 2 000 mL con leche a 25 C, pero en la
olla se almacena mucha ms energa trmica porque tiene un volumen y
una masa mayores que el vaso de leche; por tanto, hay ms molculas
en la leche contenida en la olla y mayor movimiento molecular.
Es importante entender la diferencia entre energa trmica y
calor. El calor es la transferencia de energa trmica entre dos
cuerpos que estn a diferentes temperaturas. Con frecuencia se habla
del flujo de calor des-de un objeto caliente hacia uno fro.
El cambio de energa que se presenta durante una reaccin qumica
es el resultado de la ruptura y formacin de enlaces qumicos, cuando
los reacti-vos se convierten en productos. El cambio de energa
permite explicar por qu ocurren las reacciones qumicas; stas
tienden a avanzar hacia pro-ductos que se encuentren en un estado
de menor energa.
La energa que se libera o se absorbe durante una reaccin qumica
tiene importantes aplicaciones en los sistemas vivos, en los
procesos in-dustriales, en los sistemas de calefaccin, refrigeracin
y en muchas otras situaciones.
La mayora de las reacciones qumicas absorben o liberan energa,
gene-ralmente en forma de calor. A pesar de que el trmino calor por
s mismo implica transferencia de energa, generalmente se habla de
calor absor-bido o calor liberado para describir los cambios
energticos que ocurren durante un proceso.
1.4.3 Entalpa de formacinEl calor de formacin o entalpa de
formacin (Hf) es el cambio de en-talpa estndar para la formacin de
un mol de un compuesto, a partir de sus elementos constituyentes,
medidos a 25 C y 1 atmsfera de presin. Existen tablas en la mayora
de los libros de Ingeniera de las entalpas de formacin.
