QUÍMICA GENERAL E INORGÁNICA QUÍMICA GENERAL REACCIONES QUÍMICAS Y ESTEQUIOMETRÍA

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1 QUÍMICA GENERAL E INORGÁNICA QUÍMICA GENERAL REACCIONES QUÍMICAS Y ESTEQUIOMETRÍA 2016 Equipo docente: Profesora Titular: Dra. Graciela Valente Profesora Adjunta: Dra. Cecilia Medaura Jefes de Trabajos Prácticos: Lic. Liliana Ferrer

2 REACCIONES Q U Í M I C A S

3 Reacciones Químicas Son cambios que experimentan las sustancias, de los cuales resultan sustancias con propiedades físicas y químicas diferentes. Estos cambios ocurren por reagrupamiento o redistribución de los átomos del sistema. Las sustancias iniciales o reactivos dan lugar a la formación de otras sustancias llamadas productos. Se producen rupturas y se forman nuevas uniones químicas. No se producen modificaciones en el núcleo del átomo, por lo que no es posible que un elemento se transforme en otro elemento.

4 Representación de Reacciones Químicas Mediante una ecuación química: 2 A + B 2 2 AB Ley de la conservación de la materia o de Lavoisier: En un sistema cerrado en el que se produce una reacción química, la masa total se mantiene constante. Uso de coeficientes estequiométricos.

5 Representación de Reacciones Químicas Representación de una Reacción Química

6 CLASIFICACIÓN DE LAS REACCIONES

7 Tipos de Reacciones Irreversibles: transcurren en un solo sentido. Fe 2 O 3 (s) + 2 Al (s) Al 2 O 3 (s) + 2 Fe (s) Exotérmica: transcurren con desprendimiento de calor.

8 Tipos de Reacciones Reversibles: por la reacción de productos se vuelven a formar las sustancias reactantes (equilibrio). I 2 (g) + H 2 (g) 2 HI (g)

9 Tipos de Reacciones Reacción de Combinación Dos o más sustancias se combinan para formar un solo producto. 2 Ca (S) + O 2 (g) 2 CaO (S)

10 Tipos de Reacciones Reacción de Descomposición Una sustancia sufre una reacción para producir dos o más sustancias distintas. 2 NaN 3 (s) 2 Na (S) + 3 N 2 (g)

11 Tipos de Reacciones Reacción de Descomposición Térmica 2 KClO 3 (s) + calor 2 KCl (s) + 3 O 2 Esta reacción también es Redox y Endotérmica

12 Tipos de Reacciones Reacción de desplazamiento Una sustancia simple reacciona con un compuesto desplazando uno de los componentes y uniéndose al resto. Zn (s) + 2HCl (l) ZnCl 2 + H 2 Tabla de potenciales de oxidación Li-K-Ca-Na-Mg-Al-Zn-Cr-Fe-Ni-Sn-H-Cu-Hg-Ag-Au

13 Tipos de Reacciones Reacción de doble desplazamiento Dos sustancias reaccionan para dar otras dos sustancias de estructura similar. Pb(NO 3 ) 2 (ac) + 2KI (ac) PbI 2 + 2KNO 3 (ac) SAL 1 + SAL 2 SAL 3 + SAL 4

14 Tipos de Reacciones Reacción de doble desplazamiento SAL 1 + ÁCIDO 1 SAL 2 + ÁCIDO 2 Solubilidad de sales y ácidos inorgánicos en agua H 2 SO 4 -H 3 PO 4 -HCl-HNO 3 -H 2 SO 3 -H 2 S-H 2 CO 3 -HCN Volatilidad

15 Tipos de Reacciones Reacción de doble desplazamiento SAL 1 + BASE 1 SAL 2 + BASE 2 Solubilidad de sales y bases inorgánicas en agua

16 Tipos de Reacciones Reacción de Neutralización Unión del H + proveniente del ácido con el OH - de la base produciendo agua. 2 Na(HO) + H 2 SO 4 Na 2 SO H 2 O

17 Tipos de Reacciones Reacción de Óxido Reducción Se produce una transferencia de electrones (e-) entre los reactivos. Zn (s) + CuSO 4 (ac) Cu (s) + ZnSO 4 (ac)

18 Ecuaciones Iónicas Sustancias iónicas y muchas covalentes se disocian en agua (solución acuosa). Cada uno de los iones se comporta como una partícula independiente. NaOH + HCl Na + (ac) + OH - (ac) + H + (ac) + Cl - (ac) NaCl + H 2 O Na + (ac) + Cl - (ac) + H 2 O

19 DIAGNÓSTICO 1. Escribe un ejemplo para cada tipo de reacción perfectamente balanceada. 2. Completa cada reacción e indica a qué tipo pertence y nombra los productos obtenidos. a. H 2 + O 2 b. N H 2 c. H 2 O + Na d. KClO 3 e. H 2 SO 4 + NaCl f. H 2 SO 4 + Ca(OH) 2 g. Ag 2 SO 4 + NaCl h. NaNO 3 + KCl i. Ag + HNO 3 j. Na + H 2 O

20 Estequiometría Estudia las relaciones cuantitativas entre los elementos en los compuestos y entre las sustancias cuando sufren cambios químicos. Una de las aplicaciones prácticas más importantes de la estequiometría es permitir predecir la cantidad de producto que puede formarse en una reacción química.

21 CONCEPTOS IMPORTANTES Masa atómica relativa (uma) Masa atómica relativa promedio Masa molecular Mol COMPUESTO MASA DE UN MOL NÚMERO DE MOLÉCULAS NÚMERO DE IONES NÚMERO DE ÁTOMOS NaCl 58,5 g/mol 6,02x10 23 Na + : 6,02x10 23 Cl - : 6,02x (6,02x10 23 ) CaCl g/mol 6,02x10 23 Ca +2 : 6,02x10 23 Cl - : 2.(6,02x10 23 ) 3. (6,02x10 23 ) Al 2 (SO 4 )

22 Principales relaciones estequiómetricas 2 ZnS (s) + 3O 2 (g) 2 ZnO (s) + 2SO 2 (g) Las relaciones posibles entre las masas de reactivos y/o productos. Las relaciones posibles entre número de moles de moléculas. Las relaciones posibles entre número de moléculas. Las relaciones posibles entre volúmenes. Las relaciones posibles entre masas y número moles de moléculas. Las relaciones posibles entre masas y número de moléculas. Las relaciones posibles entre masas y volúmenes. Las relaciones posibles entre número de moles de moléculas y número de moléculas. Las relaciones posibles entre número de moles de moléculas y volúmenes. Las relaciones posibles entre número de moléculas y volúmenes.

23 Reactivo Limitante Es la sustancia que determina estequiométricamente a la máxima cantidad de producto que se puede formar en una reacción química. Ejercicios 2 y 3 Guía.

24 Rendimiento Teórico El rendimiento teórico de un producto es el rendimiento calculado estequiométricamente considerando que la reacción termina o se completa. Es decir, es la máxima cantidad de producto que puede obtenerse a partir de una cantidad dada de reactivo.

25 Rendimiento Real El Rendimiento Real se utiliza para indicar cuánto producto deseado se obtiene experimentalmente en una reacción química. Rendimiento Porcentual = Rendimiento Real del producto x 100 Rendimiento Teórico del producto Ejercicios 2 y 3 Guía.

26 Pureza Es la cantidad de un compuesto de interés presente una muestra impura. Se expresa como porcentaje, es decir que es la cantidad en gramos del compuesto de interés en 100 gramos de muestra impura. Ejercicios 4 y 5 Guía.

27 EJERCICIOS INTEGRADORES 1- Una moneda de plata de 5,82 g se disuelve en ácido nítrico. A la disolución incolora se le añade una disolución incolora de cloruro de sodio, lo que provoca la formación de un precipitado blanco de cloruro de plata. Determinar si la moneda era de plata pura o no, teniendo en cuenta que la masa del precipitado blanco obtenido fue de 7,20 g. Si corresponde, indique la pureza como porcentaje. 2- El nitrato de sodio reacciona con ácido sulfúrico para producir ácido nítrico. Cuál es la masa de nitrato de sodio con 89,5 % de pureza, necesarios para preparar 250 g de ácido nítrico?

28 3- Un problema típico de la industria siderúrgica es determinar la masa de hierro que podrá obtenerse de la reacción entre óxido de hierro (III), extraído del mineral hematite y el carbono. Determine la masa de hematite con 85% de pureza en óxido férrico necesaria para producir 500 g de hierro. 4- El carbonato de aluminio se descompone por calentamiento en óxido de aluminio y dióxido de carbono. Determine la pureza de una muestra de carbonato de aluminio que por descomposición de 75 g muestra liberó 16,3 L de anhídrido carbónico medidos en CNPT. 5- Se mezclan 80 g de ácido bromhídrico con 225 g de hidróxido de calcio. Determine: Reactivo limitante. Reactivo en exceso. Masa de reactivo en exceso. Masa de bromuro de calcio obtenida

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