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Contenido<br />
Etapa #1 “Ecuaciones Quimicas” .................................................................................................... 2<br />
Ecuaciones Químicas .............................................................................................................. 2<br />
Escritura y balanceo de ecuaciones químicas .......................................................................... 2<br />
Tipos de ecuaciones químicas ................................................................................................. 3<br />
Etapa #2 “Cálculos a partir de ecuaciones químicas” ...................................................................... 5<br />
Masa Molar ............................................................................................................................ 5<br />
Introducción a la estequiometria ............................................................................................ 5<br />
Cálculos mol-mol .................................................................................................................... 6<br />
Cálculos mol-masa ................................................................................................................. 6<br />
Cálculos masa-masa ............................................................................................................... 6<br />
Etapa #3 “Soluciones” .................................................................................................................... 7<br />
Solubilidad ............................................................................................................................. 7<br />
Etapa 4 “Ácidos, bases y sales”....................................................................................................... 7
Etapa #1 “Ecuaciones Químicas ”<br />
Usted ya comprende lo <strong>que</strong> es una reacción química; <strong>ahora</strong> bien, mediante una<br />
ecuación química se explica en qué tipo de sustancias se convierten a<strong>que</strong>llas sustancias<br />
<strong>que</strong> se combinan; y esta explicación se hace abreviadamente y por escrito, mediante<br />
símbolos y números.<br />
Una Reacción química es un proceso en el cual una sustancia (o sustancias) desaparece<br />
para formar una o más sustancias nuevas. Las ecuaciones químicas son el modo de<br />
representar a las reacciones químicas.<br />
Por ejemplo el hidrógeno gas (H 2 ) puede reaccionar con oxígeno gas (O 2 ) para dar agua<br />
(H 2 0). La ecuación química para esta reacción se escribe:<br />
El "+" se lee como "reacciona con"<br />
La flecha <strong>si</strong>gnifica "produce".<br />
Las fórmulas químicas a la izquierda de la flecha representan las sustancias de partida<br />
denominadas reactivos.<br />
A la derecha de la flecha están las formulas químicas de las sustancias producidas<br />
denominadas productos.<br />
Los números al lado de las formulas son los coeficientes (el coeficiente 1 se omite)<br />
Escritura y balanceo de ecuaciones químicas<br />
Balancear una ecuación <strong>si</strong>gnifica <strong>que</strong> debe de existir una equivalencia entre el número<br />
de los reactivos y el número de los productos en una ecuación. Lo cual, existen<br />
distintos métodos, como los <strong>que</strong> veremos a continuación<br />
Para <strong>que</strong> un balanceo sea correcto: "La suma<br />
de la masa de las<br />
sustancias reaccionantes debe
ser igual a la suma de las masas de los productos"<br />
Con<strong>si</strong>dere lo <strong>que</strong> sucede cuando el hidrógeno gaseoso (H 2 ) se <strong>que</strong>ma en presencia de<br />
aire (<strong>que</strong> contiene oxígeno, O 2 ) para formar agua (H 2 O). Esta<br />
reacción se representa mediante la ecuación química:<br />
Donde el <strong>si</strong>gno “más” <strong>si</strong>gnifica “reacciona con” y la flecha<br />
<strong>si</strong>gnifica “produce”. Así, esta expre<strong>si</strong>ón <strong>si</strong>mbólica se lee: “El<br />
hidrógeno molecular reacciona con el oxígeno molecular<br />
para producir agua.<br />
Se supone <strong>que</strong> la reacción procede de izquierda a derecha<br />
como lo indica la flecha. Sin embargo, la ecuación no está<br />
completa, ya <strong>que</strong> del lado izquierdo de la flecha hay el<br />
doble de átomos de oxígeno (dos) <strong>que</strong> los <strong>que</strong> hay del<br />
lado derecho (uno). Para estar de acuerdo con la ley<br />
de la conservación de la masa debe <strong>haber</strong> el mismo<br />
número de cada tipo de átomos en ambos lados de<br />
la flecha, es decir, debe <strong>haber</strong> tantos átomos al<br />
finalizar la reacción como los <strong>que</strong> había antes de<br />
<strong>que</strong> se iniciara. El balance de la ecuación se hace<br />
colocando el coeficiente adecuado (en este caso<br />
2) antes del H 2 y del H 2 O:<br />
Esta ecuación química “balanceada” muestra <strong>que</strong> “dos moléculas de hidrógeno se<br />
combinan o reaccionan con una molécula de oxígeno para formar dos moléculas de<br />
agua”. Debido a <strong>que</strong> la relación del número de moléculas es igual a la relación del<br />
número de moles, la ecuación también puede leerse como “2 moles de moléculas de<br />
hidrógeno reaccionan con 1 mol de moléculas de oxígeno para producir 2 moles de<br />
moléculas de agua”. Se conoce la masa de un mol de cada sustancia, por lo <strong>que</strong> la<br />
ecuación se puede interpretar como “4.04 g de H reaccionan con 32.00 g de O 2 para<br />
formar 36.04 g de H 2 O”. Estas tres maneras de leer la ecuación se resumen en la<br />
<strong>si</strong>guiente tabla.<br />
Tipos de ecuaciones químicas<br />
Reacciones de Sínte<strong>si</strong>s o Compo<strong>si</strong>ción
En estas reacciones, dos o más elementos o compuestos se combinan, resultando en<br />
un solo producto.<br />
Sínte<strong>si</strong>s Química: La combinación de dos o más sustancias para formar un solo<br />
compuesto.<br />
A + B<br />
C<br />
(Donde A y B pueden ser elementos o compuestos)<br />
Reacciones de Descompo<strong>si</strong>ción o Análi<strong>si</strong>s<br />
Estas reacciones son inversas a la sínte<strong>si</strong>s y son a<strong>que</strong>llas en la cuales se forman dos o<br />
más productos a partir de un solo reactante, usualmente con la ayuda del calor o la<br />
electricidad.<br />
Descompo<strong>si</strong>ción Química: la formación de dos o más sustancias a partir de un solo<br />
compuesto.<br />
A<br />
B + C<br />
(Donde B y C pueden ser elementos o compuestos)<br />
Reacciones de Desplazamiento o Sustitución Sencilla<br />
Estas reacciones son a<strong>que</strong>llas en las cuales un átomo toma el lugar<br />
de otro <strong>si</strong>milar pero menos activo en un compuesto. En general, los<br />
me<strong>tal</strong>es reemplazan me<strong>tal</strong>es (o al hidrógeno de un ácido) y los no<br />
me<strong>tal</strong>es reemplazan no me<strong>tal</strong>es. La actividad de los me<strong>tal</strong>es es la<br />
<strong>si</strong>guiente, en orden de mayor actividad a menor actividad: Li, K, Na,<br />
Ba, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Cd, Ni, Sn, Pb, (H), Cu, Hg, Ag, Au. El orden de<br />
actividad de los no me<strong>tal</strong>es más comunes es el <strong>si</strong>guiente: F, O, Cl, Br,<br />
I, <strong>si</strong>endo el flúor el más activo.<br />
Reacciones de Doble Desplazamiento o Intercambio<br />
Estas reacciones son a<strong>que</strong>llas en las cuales el ión<br />
po<strong>si</strong>tivo (catión) de un compuesto se combina con el<br />
ión negativo (anión) del otro y viceversa, habiendo así<br />
un intercambio de átomos entre los reactantes. En<br />
general, estas reacciones ocurren en solución, es<br />
decir, <strong>que</strong> al menos uno de los reactantes debe estar<br />
en solución acuosa.
Doble Desplazamiento Químico: los reactantes intercambian átomos – el catión de uno<br />
se combina con el anión del otro y viceversa.<br />
AB + CD<br />
AD + CB<br />
Reacciones de Combustión<br />
Estas reacciones ocurren cuando un hidrocarburo orgánico (un compuesto <strong>que</strong><br />
contiene carbono e hidrógeno) se combina con el oxígeno, formando agua y dióxido de<br />
carbono como productos de la reacción y liberando grandes cantidades de energía. Las<br />
reacciones de combustión son esenciales para la vida, ya <strong>que</strong> la respiración celular es<br />
una de ellas.<br />
Combustión: un hidrocarburo orgánico reacciona con el oxígeno para producir agua y<br />
dióxido de carbono.<br />
Hidrocarburo + O2<br />
H2O + CO2<br />
Etapa #2 “Cálculos a partir de ecuaciones químicas”<br />
Masa Molar<br />
La masa molar es la suma de las masas atómicas de todos los átomos de un elemento o<br />
compuesto.<br />
Relación entre molécula y mol. Una molécula es la unidad más pe<strong>que</strong>ña de una<br />
sustancia molecular (por ejemplo, Br 2 ), y una mol es el número de Avogadro (6.022 x<br />
10 23 ) de moléculas en esa sustancia.<br />
El termino mol también se refiere a cualquier especie química.<br />
Introducción a la estequiometria<br />
El área de la química<br />
<strong>que</strong> se dedica al<br />
estudio de las<br />
relaciones<br />
cuantitativas entre<br />
reactivos y<br />
productos se<br />
conoce con el
nombre de estequiometria.<br />
Una reacción molar en una relación entre el número de moles de dos especies<br />
cualesquiera <strong>que</strong> participan en una reacción química.<br />
Cálculos mol-mol<br />
En este tipo de relación la sustancia<br />
de partida está expresada en<br />
moles, y la sustancia deseada se<br />
pide en moles.<br />
En los cálculos<br />
estequiométricos<br />
los<br />
resultados se reportan<br />
redondeándolos a dos<br />
decimales. Igualmente, las masas<br />
atómicas de los elementos, deben<br />
utilizarse redondeadas a dos<br />
decimales.<br />
Cálculos mol-masa<br />
Las relaciones de este tipo tienen<br />
uno de sus datos en unidades de<br />
masa y el otro en moles. Tal como se<br />
ilustra en el problema descrito a continuación.<br />
¿Cuántas moles de hierro representan 25.0 g de hierro (Fe)? Nece<strong>si</strong>tamos convertir<br />
gramos de Fe a moles de Fe. Buscamos la masa atómica del Fe y vemos <strong>que</strong> es 55.85 g.<br />
Utilizamos el factor de conver<strong>si</strong>ón apropiado para obtener moles.<br />
Cálculos masa-masa<br />
En la resolución de los problemas de estequiometria masa-masa, es necesario emplear<br />
todos los pasos del método de relaciones molares. La masa de la sustancia inicial se<br />
convierte en moles. A continuación, la relación molar se utiliza para calcular las moles<br />
de la sustancia deseada, las <strong>que</strong> a su vez se convierten en masa mediante una nueva<br />
relación molar.
Etapa #3 “Soluciones”<br />
Solubilidad<br />
La solubilidad es capacidad <strong>que</strong> posee una sustancia para poder disolverse en otra. Dicha<br />
capacidad puede ser expresada en moles por litro, gramos por litro o también en porcentaje del<br />
soluto.<br />
Generalmente, para hacer <strong>que</strong> el soluto se disuelva se suele calentar la muestra, de este modo, la<br />
sustancia disuelta se conoce como soluto y la sustancia donde se disuelve el soluto se conoce<br />
como disolvente.<br />
La solubilidad de los compuestos iónicos es algo compleja, pues en ella interviene más factores. En<br />
la práctica es bueno saber algunas reglas para determinar la solubilidad o también, la insolubilidad<br />
de las sustancias iónicas en la disolución acuosa.<br />
Las reglas, obtenidas experimen<strong>tal</strong>mente, hacen <strong>que</strong> las sustancias se puedan cla<strong>si</strong>ficar en:<br />
Solubles, ligeramente solubles, o insolubles.<br />
Solubles: Son las sustancias con una solubilidad superior a 0.02 moles de soluto por litro de<br />
disolución<br />
Ligeramente insolubles: son las<br />
solubilidad<br />
sustancias <strong>que</strong> tienen una<br />
aproximada de 0.02 moles<br />
por litro.<br />
Insolubles: Son las<br />
sustancias <strong>que</strong> no llegan<br />
a tener una solubilidad de<br />
0.02 moles por litros, pero dado<br />
<strong>que</strong> esta solubilidad no es del<br />
todo nula, se suele conocer con el<br />
nombre de poco solubles.
Entretenimiento