Reacciones Químicas: Transformaciones de la Materia y Energía

Ecuaciones químicas

Las ecuaciones químicas sirven para representar mediante símbolos o fórmulas, lo que ocurre durante la reacción. En la ecuación química se muestran los reactivos en el lado izquierdo y en el derecho se ubican los Productos. Ambos lados están separados por una flecha (-) que indica el sentido en el que se produce la reacción.

Es una descripción simbólica de una reacción química. Muestra las sustancias que reaccionan (llamadas reactivos o reactantes) y las sustancias que se obtienen (llamadas productos). También indican las cantidades relativas de las sustancias que intervienen en la reacción.

Escritura y balanceo de escrituras

Toda ecuación química debe estar balanceada o ajustada y cumplir con la Ley de Lavoisier, es decir,  el número de átomos de cada elemento que intervienen no se modifica sino que ocurre una reagrupación de los mismos.

Para balancear una ecuación química se colocan coeficientes que indican la proporción en que reaccionan las sustancias.

 Ejemplo

Escribe y balancea la ecuación química de la reacción del hierro con el oxígeno del aire.

Fe + O₂         -->  Fe₂o₃ escribir símbolos y formulas

2Fe + O    -->    2Fe₂o₃  balancear los atomos de Fe y O

4Fe +3 O₂  -->      2Fe₂o₃   Rectificar los átomos de Fe. La ecuación está balanceada.

Tipos de reacciones químicas

Los tipos más frecuentes de reacciones químicas son:

Reacciones de síntesis

En este tipo de reacciones dos o más sustancias se combinan para dar un sólo producto:

N₂+3H₂     -->   2NH₃

Reacciones  Descomposición

En este caso a partir de un único compuesto se obtienen como producto dos o más sustancias.

Reacción intercambio

En esta transformación un elemento se “traslada” de un compuesto a otro.

Cu + 2 AgNO_{3       -->}            Cu (NO₃)₂ + 2Ag

Reacción de combustión

Este tipo de reacciones pertenece a un grupo más amplio de reacciones que son denominadas de oxidación. Las reacciones de combustión se caracterizan por estar acompañadas de un gran aumento de la temperatura y emisión de luz. Las combustiones más frecuentes son combinaciones con oxígeno, y los productos más habituales son el dióxido de carbono y el agua. El fuego es una manifestación de una reacción de combustión.

CH₄ + 2O_{2      -->}             CO₂ + 2H₂O

El calor de las reacciones quimicas

Todas las reacciones químicas siempre van acompañadas de cambios de energía que se manifiestan en forma de calor, luz o trabajo. La energía calorífica consumida o liberada, se representa en la ecuación química cualitativa o cuantitativamente. Esta actividad tiene como finalidad la interpretación gráfica de una ecuación química en términos de energía.

Introducción a la estequiometria-método de la relación molar                    

Aplicará el concepto de mol en las diferentes relaciones cuantitativas de las sustancias involucradas en las reacciones químicas.

Identificará la trascendencia de la determinación de las cantidades de reactivos y productos involucrados en una reacción química valorando la importancia que tiene este tipo de cálculos en el análisis cuantitativo de procesos que tienen repercusiones socioeconómicas y ecológicas, con una actitud crítica y responsable.

Método de la relación molar

Es la parte de la química que estudia las relaciones cuantitativas entre las sustancias que intervienen en una reacción química (reactivos y productos).

Cálculos mol-mol.

En este tipo de relación la sustancia de partida está expresada en moles, y la sustancia deseada se pide en moles.

En los cálculos estequiométricos los resultados se reportan redondeándolos a dos decimales. Igualmente, las masas atómicas de los elementos, deben utilizarse redondeadas a dos decimales.

Calculo mol-masa

Con los coeficientes de la ecuación química se establecen las relaciones estequiométricos que permiten calcular la cantidad de una especie participante cualquiera en función de la cantidad conocida de otra que se expresan en moles de una sustancia o en gramos de otra sustancia. Por ejemplo, para la ecuación.

Calculo masa-masa

Se parre de la razón estequiométricos que relaciona las cantidades en moles o gramos de las sustancias involucradas en el problema. La relación cuantitativa en quee las masas de las sustancias que intervienen en una ecuación química viene dada por los coeficientes estequiométricos multiplicados por la masa molar.

Ejemplo: 

 Calcula la concentración porcentual masa/masa de una disolución que se preparó disolviendo 5 g de cloruro de sodio en 50 g de agua.

% m/m = [5g/(5 g + 50g) = 5g/55g]*100=  9.09% NaCl

Calculus de reactivo limitante

El reactivo que se consume por completo en una reacción química se le conoce con el nombre de reactivo limitante, pues determina o limita la cantidad de producto formado. A nivel industrial se requiere conocer las cantidades de los reactivos que se requieren para preparar cantidades determinadas de productos.