Reacciones Químicas. Slide 2 / 70. Slide 1 / 70. Slide 4 / 70. Slide 3 / 70. Slide 6 / 70. Slide 5 / 70. Ecuaciones químicas. Ecuaciones químicas

Transcripción

1 Slide 1 / 70 Slide 2 / 70 cuaciones químicas Las ecuaciones químicas son representaciones concretas de las reacciones químicas Reacciones Químicas + + Slide 3 / 70 cuaciones químicas Las fórmulas de los reactivos (a la izquierda) están conectadas por una flecha con las fórmulas de los productos (a la derecha). Símbolo Slide 4 / 70 Símbolos utilizados en ecuaciones químicas xplicación + Utilizado para separar dos reactivos o dos productos Separa reactivos de productos Para escribir una ecuación con palabras, escribe los nombres de los reactivos a la izquierda de la flecha, separados por un signo más (+) Reactivo + Reactivo Producto + Producto (s) (l) (g) (aq) Q Pt Se usa en lugar de la flecha para las reacciones reversibles Designa a reactivos o productos en estado sólido, se ubica después de la fórmula. Designa a reactivos o productos en estado líquido, se ubica después de la fórmula. Designa a reactivos o productos en estado gaseoso, se ubica después de la fórmula. Designa a soluciones acuosas, ubicado después de la fórmula Indica que se suministra calor durante la reacción Una fórmula escrita abajo o arriba de la flecha indica que se lo utiliza como catalizador (por ej. Platino) Slide 5 / 70 Slide 6 / 70 squeleto 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" scribe 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). cuación en palabras Cuando se enciende el gas metano reacciona con el oxígeno gaseoso para producir dióxido de carbono y vapor de agua. + + CH 4 gas O 2 gas CO 2 gas sta ecuación no está balanceada: CH4 (g) + O2 (g) H2O (g) + CO2 (g) H 2 O gas Hierro ( metal) + Oxígeno ( gas) óxido de hierro (III) ( solid) (ecuación en palabras) Fe + O2 à Fe2O3 ( esqueleto /ecuación química)

2 Slide 7 / 70 Slide 8 / 70 1 n la reacción CH4 (g) + O2 (g) à H2O (g) + CO2 (g) los productos son: 2 n la reacción CH4 (g) + O2 (g) à H2O (g) + CO2 (g) los productos son: A oxígeno y agua A sólidos dióxido de carbono y agua líquidos C D oxígeno y metano metano y dióxido de carbono No sé responder ésto. C D F gases disueltos en agua (acuosos) No se puede determinar No sé cómo es esa respuesta Slide 9 / 70 Slide 10 / 70 cuaciones químicas l 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) l "esqueleto" desbalanceado es: KClO3(s) KCl(s) + O2(g) cuaciones químicas scribe la ecuación en palabras y luego el esqueleto de la ecuación- l sulfato de alumnio reacciona con el cloruro de calcio para producir sulfato de calcio y cloruro de aluminio Aluminum sulfate + calcium chloride --> calcium sulfate + aluminum chloride Slide for Word equation Al2(SO4)3 + CaCl2 --> Slide Ca(SO4) for + Skeleton equation AlCl3 Slide 11 / 70 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" Slide 12 / 70 alanceo de ecuaciones químicas 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. sta 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. --Antoine Lavoisier, 1789

3 Slide 13 / 70 alanceo de ecuaciones químicas Slide 14 / 70 alanceo de ecuaciones químicas CH 4 (g) + 2 O 2 (g) à CO 2 (g) + 2 H 2 O (g) 1C 4H Los reactivos aparecen en el lado izquierdo de la reaccción. 4 O 1C 2 O 2 O 4H Los productos aparecen en el lado derecho de la ecuación. l estado de los reactivos y productos están escritos con paréntesis. Slide 15 / 70 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 representativas (átomos, moléculas o fórmulas unitarias). CH 4 (g) + 2 O 2 (g) à CO 2 (g) + 2 H 2O (g) 1C 4H 4 O 1C 2 O 2 O 4H Se colocan los coeficientes para balancear la ecuación. Slide 16 / 70 3 Cuántos átomos de oxígeno hay en una fórmula unitaria de nitrato de calcio? (Primero, escribe la fórmula del nitrato de calcio) A 2 3 C 5 D 6 No sé cómo responder eso Slide 17 / 70 Slide 18 / 70 4 Cuántos átomos de nitrógeno hay en una fórmula unitaria de sulfato de amonio?

4 Slide 19 / 70 alanceo de ecuaciones químicas scribe una ecuación química balanceada para esa ecuación. Primero escribe el esqueleto de la ecuación, luego balanceála. cloro + bromuro de sodio à bromo + cloruro de sodio Cl 2 + Nar à r 2 + NaCl Slide 20 / 70 5 Cuando la siguiente ecuación está balanceada, los coeficientes son: Na + O 2 à Na 2O A 1, 1, 1 1, 2, 4 C 4, 1, 2 D 2, 2, 1 4, 1, 4 Slide 21 / 70 6 Cuando la siguiente ecuación está balanceada los coeficientes son: HgO à Hg + O 2 A 1, 1, 1 1, 2, 4 C 4, 1, 2 D 2, 2, 1 4, 1, 4 Slide 22 / 70 7 Cuando la siguiente ecuación está balanceada, los coeficientes son: Al + ZnCl 2 à Zn + AlCl 3 A 1, 1, 1, 1 4, 7, 4, 6 C 2, 3, 2, 3 D 1, 3, 1, 2 2, 3, 3, 2 Slide 23 / 70 8 Cuando la siguiente ecuación está balanceada, los coeficientes son: Slide 24 / 70 9 Cuando la siguiente ecuación está balanceada los coeficientes son: NaCl + CaI 2 à NaI + CaCl 2 A 1, 1, 1, 1 3, 2, 2, 3 C 2, 3, 2, 3 D 1, 3, 1, 2 2, 1, 2, 1 A 1, 1, 1, 1 4, 7, 4, 6 C 2, 3, 2, 3 D 1, 3, 1, 2 4, 3, 4, 3 NH 3 + O 2 à NO 2 + H 2O

5 Slide 25 / Cuando la siguiente ecuación está balanceada, los coeficientes son: Al(NO 3 ) 3 + Na 2 S à Al 2 S 3 + NaNO 3 A 2, 3, 1, 6 2, 1, 3, 2 C 1, 1, 1, 1 D 4, 6, 3, 2 2, 3, 2, 3 Slide 26 / 70 Tipos de reacciones Hay 5 tipos principales de reacciones químicas que estudiaremos este año. Combinación ( síntesis) Descomposición Combustión Sustitución simple Sustitución doble 2 o más sustancias reaccionan para formar un producto. Slide 27 / 70 Reacciones de combinación Mg O 2 MgO jemplos: 2 Mg (s) + O2 (g MgO (s) N2 (g) + 3 H2 (g NH3 (g) C3H6 (g) + r2 (l) C3H6r2 (l) Slide 28 / Cuál de las siguientes es una ecuación de combinación? A H 2 O --> H 2 +O 2 Na + Cl 2 --> NaCl C AgNO 3 + aso 4 --> Ag 2 SO 4 + a(no 3 D C 3 H 8 + O 2 --> H 2 O + CO 2 No sé cómo hacer eso. Una sustancia se descompone (se rompe) en dos o más sustancias. Slide 29 / 70 Reacciones de descomposición à + 2 H 2 O à O H 2 Slide 30 / Cuáles de las siguientes es una reacción de descomposición? A H 2 O --> H 2 +O 2 Na + Cl 2 --> NaCl C AgNO 3 + aso 4 --> Ag 2 SO 4 + a(no 3 xamples: D C 3 H 8 + O 2 --> H 2 O + CO 2 CaCO 3 (s) CaO (s) + CO 2 (g) 2 KClO 3 (s) à 2 KCl (s) + 3 O 2 (g) 2 NaN 3 (s) à 2 Na (s) + 3 N 2 (g) No sé cómo responder eso.

6 Slide 31 / 70 Reacciones de combustión 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. l O2 siempre es uno de los reactivos. jemplos: CH4 (g) + 2 O2 (g) ---> CO2 (g) + 2 H2O (g) C3H8 (g) + 5 O2 (g) ---> 3 CO2 (g) + 4 H2O (g) Slide 32 / 70 Reacciones de combustión l oxígeno siempre es un reactivo para las reacciones de combustión. jemplos: 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) stás últimas dos también pueden ser clasificadas como reacciones de combinación. Slide 33 / 70 Slide 34 / Cuál de las siguientes es una reaación de combustión? Reacciones de combustión A H 2 O --> H 2 +O 2 Na + Cl 2 --> NaCl C AgNO 3 + aso 4 --> Ag 2 SO 4 + a(no 3 D C 3 H 8 + O 2 --> H 2 O + CO 2 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. No sé cómo es la respuesta. Combustión incompleta - los productos son monóxido de carbono y agua. Slide 35 / 70 Slide 36 / 70 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. Reacciones de sustitución simple Las reacciones de sustitución simple involucran no metales, específicamente halógenos. n estas reacciones un halógeno desplazará a otro halógeno de un compuesto. M 1 + M 2 Y --> M 2 + M 1 Y F 2 + NaCl --> Cl 2 + NaF Li + CaCl 2 --> Ca + LiCl

7 Slide 37 / 70 Slide 38 / Cuál de las siguientes es una reacción de sustitución simple? Reacciones de sustitución simple A H 2 O --> H 2 +O 2 Na + Cl 2 --> NaCl C AgNO 3 + a --> Ag + a(no 3 n esta reacción el cobre metálico desplaza al ión plata en el compuesto. Sin embargo, la reacción inversa no ocurre. Por qué? D C 3 H 8 + O 2 --> H 2 O + CO 2 No sé cómo es la respuesta. Cu (s) + 2 AgNO 3 (aq) à Cu(NO 3) (aq) + 2 Ag (s) Slide 39 / 70 Serie de reactividad Slide 40 / 70 Serie de reactividad 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. Note que el hidrógeno aparece en la lista.. l hidrógeno puede ser desplazado del agua y de algunos ácidos por metales que están por arriba de él en la Serie de actividad. l hidrógeno gaseoso es un producto en tales reacciones. Slide 41 / 70 Serie de reactividad 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! l Ca es menos reactivo que el Li por lo que él no puede desplazar al Li. Slide 42 / 70 Series de reactividad de los metales n 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. l oro (Au) es el de menor reactividad y no reemplazará a ninguno de los otros metales de la lista.

8 Slide 43 / Cuál de estas reacciones NO ocurrirá? A Ag + NaCl --> AgCl + Na --> C PbF 2 + Fe --> D Al + FeCl 2 --> No sé como es la respuesta. Slide 44 / 70 Serie de reactividad de los halógenos Hay una serie de reactividad de los halógenos en el grupo 17 o VIIA. F Cl r I fluor, más reactivo cloro bromo iodo, menos reactivo Note que esta serie concuerda con la ubicación de estos elementos en la Tabla Periódica. Slide 45 / Cuál de estas reacciones ocurrirá? Slide 46 / 70 Serie de reactividad A C D I 2 + NaCl à Cl 2 + KF à LiF + r 2 à Car 2 + Cl 2 à No sé como es la respuesta. 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 Slide 47 / 70 Slide 48 / 70 Las reacciones de doble sustitución usualmente ocurren entre 2 compuestos iónicos en medio acuoso (disueltos en H 2O). También puede ocurrir entre ácidos y bases. ste tema se discutirá más adelante. Generalmente los cationes intercambian su lugar como se muestra abajo A + CD ---> AD + C 16 Cuál de las siguientes es una reacción de doble sustitución? A H 2 O --> H 2 +O 2 Na + Cl 2 --> NaCl C AgNO 3 + acl 2 --> AgCl + a(no 3 D C 3 H 8 + O 2 --> H 2 O + CO 2 No sé cómo responder eso. Recuerda que el catión se escribe primero en un compuesto iónico.

9 Slide 49 / 70 Slide 50 / 70 Los iones positivos (provienen de un metal) cambian sus parejas- AgNO 3 + KCl à AgCl + KNO 3( ( PP Pb(NO KI à PbI KNO 3 Las reacciones de doble sustitución no ocurrirán si ambos productos son solubles en agua. A + CD ---> AD + C De manera que, si AD y C son acuosos, entonces no hay una reacción efectiva. Slide 51 / 70 Slide 52 / 70 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. n 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. l sólido insoluble precipitará y quedará separado en la solución. Slide 53 / 70 Ambas de esas reacciones ocurren porque uno de los productos es un precipitado sólido AgNO 3 (aq) + KCl(aq) à AgCl(s) + KNO 3 (aq) PP Pb(NO 3(aq) + 2 KI(aq) à PbI 2(s) + 2 KNO 3(aq) Slide 54 / 70 Se llama precipitado a un producto insoluble (sólido). A + CD ---> AD + C La tabla de solubilidad determina si un compuesto es soluble o no.

10 sta tabla proporciona las solubilidades de muchos compuestos iónicos. Por lo general, todos los compuestos que contienen metales alcalinos e ión amonio siempre son solubles. Slide 55 / 70 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 sólidos. Slide 56 / 70 Tabla de solubilidad Slide 57 / 70 Reacciones de sustitución doble Predice los productos de esta reacción: fluoruro de calcio + sulfato de sodio--> CaF 2 (aq) + Na 2SO 4 (aq) --> NaF + Ca(SO 4) (s) Slide for Answer ---> Slide 58 / 70 cuaciones de doble sustitución Predice los productos en esta reacción: fosfato de potasio + cloruro de magnesio --> K 3PO 4 (aq) + MgCl 2 (aq) --> Ahora, escribe los productos y baláncea la ecuación Ahora escribe los productos y baláncea la ecuación. Slide for Answer ---> CaF 2 (aq) + Na 2 SO 4 (aq) --> 2NaF (aq) + Ca(SO 4 ) (s) Slide 59 / 70 Slide 60 / Uno de los productos de una reacción entre el nitrato de plata y el carbonato de potasio será: [*] scritura de ecuaciones iónicas netas A C D potasio de plata carbonato de potasio carbonato de nitrato nitrato de potasio No sé cómo responder eso. Hasta el momento, las ecuaciones de sustitución simple y doble que hemos examinado muestran los iones que reaccionan. n 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

11 Slide 61 / 70 La ecuación iónica completa muestra todas aquellas sustancias (ej. s ácidos fuertes, bases fuertes, y compuestos iónicos solubles) disociados en sus iones. Por ejemplo: cuación Iónica completa 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. Slide 62 / 70 scritura de ecuaciones iónicas netas La ecuación entre el nitrato de plata y el cloruro de potasio se muestra comunmente como: AgNO 3 (aq) + KCl(aq) --->AgCl (s) + KNO 3 (aq) Sin embargo, cuando todos las especies acuosas se disocian en sus respectivos iones, se convierten en: Ag + (aq) + NO 3 - (aq) + K + (aq) + Cl - (aq) --->AgCl (s) + K + (aq) + NO 3 - (aq) sto se llama ecuación iónica completa. Nota que los productos insolubles no se disocian. Slide 63 / 70 scritura 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. Slide 64 / 70 scritura de ecuaciones iónicas netas 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. n otras palabras, se cancelan los iones espectadores. Ag (aq) + NO 3- (aq) + K + (aq) + Cl - (aq) --->AgCl (s) + K+ (aq) + NO 3 - (aq) Slide 65 / 70 cuaciones iónicas netas Ag + (aq) + NO 3 - (aq) + K + (aq) + Cl - (aq) ---> AgCl (s) + K+ (aq) + NO 3 - (aq) 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. Slide 66 / 70 Pasos para ecuaciones iónicas netas scribe 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. scribir la ecuación iónica neta con las especies que quedan. n todos los casos, será la reacción entre los iones que producen el precipitado insoluble. Ag + (aq) + Cl - (aq) ---> AgCl (s) sta ecuación es llamada ecuación iónica neta. Slide for Answer

12 Slide 67 / 70 scritura de ecuaciones iónicas netas Aquí hay otro ejemplo: [*] Slide 68 / 70 scritura de ecuaciones iónicas netas scribir una ecuación molecular balanceada. Pb(NO3)2 (aq)+ 2 KI (aq) --> PbI2 (s)+ 2 KNO3 (aq) Disociar cualquier reactivo o producto que sean acuosos. Pb 2+ (aq) + 2NO3 - (aq)+ 2K + (aq)+ 2I - (aq)à PbI2 (s)+ 2K + (aq)+ 2NO3 - (aq) Tachar cualquier cosa que no cambie. 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) ---> Pb 2+ (aq) + 2NO3 - (aq)+ 2K + (aq)+ 2I - (aq)à PbI2 (s)+ 2K + (aq)+ 2NO3 - (aq) Ca 2+ (aq) + CO3 2- (aq) --> CaCO3 (s) scribir la ecuación iónica neta con las especies que quedan. Pb 2+ (aq) + 2 I - (aq) --> PbI2 (s) Slide 69 / 70 Slide 70 / 70 [*] scritura de ecuaciones iónicas netas 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) + PO4 3- (aq) --> Ag3PO4 Slide for Answer (s)