Módulo fisicoquímica 3° clase

Repaso de conceptos de reacción química, balanceo de ecuaciones(ejercicios planteados) y fundamentos de estequiometría.
Probado en clase por un servidor

1. Profesor: Eder Yair Nolasco Terrón
Clave: Ed
Módulo: Físico-Química

2. QUÍMICA
2P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón

3. Reacción química
Ollamadofenómenoocambioquímico,es:
“Unprocesotermodinámicoenelcualunao
massustanciasllamadasreactivosse
transformancambiandosuestructuraatómicay
enlacesenotrassustanciasnuevasllamadas
productos”
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 3

4. Losreactivosquímicospuedenseryaseaelementos
químicosocompuestos
Tales fenómenos se representan por medio de una
ecuación química
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 4

5. Ecuación química
Esaquellaexpresiónqueutilizasímbolos
químicosparamostrarquésucededuranteuna
reacciónquímica,suselementossonlos
siguientes:
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 5

6. ��
(??????)+��↑��+↓��
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 6
Flecha de
reacción y
condiciones
Productos
Coeficiente
estequiométrico
Estadodelamateria
dereactivoy
producto
Luz, Δ,
electricidad
Catalizador,
P, pH
Desprende gas
Precipitado
Reactivos

7. Tipos de reacciones químicas
a)Síntesis: reacción donde se combinan dos o
mas sustancias para formar un producto
�+�⟶�
Ejemplo
2�
2+�
2⟶2�
2�
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 7

8. b)Descomposición:reaccióndondesetransforma
uncompuestoenloselementosqueloformaron
C⟶�+�
Ejemplo
�
2��
3⟶�
2�+↑��
2
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 8

9. c)Desplazamientosimple:movimientodeun
elementoporotroenuncompuesto
�+��⟶��+�
Ejemplo
��+��??????�
4⟶��??????�
4+��
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 9

10. d)Descomposicióndobleometátesis:Consisteen
elintercambiodeátomosdelosreactivospara
generarproductossegúnlasiguientereacción
��+��⟶��+��
Ejemplo
����
3+����⟶����+����
3
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 10

11. d)Enrelaciónalaenergía:Enunareacción
químicaseadicionaoliberaenergía,porlo
tantosedivideendospartes:
•Exotérmica:reacciónqueliberacalorenel
proceso.
∆�(−)
•Endotérmica:reacciónquenecesitacalorpara
llevarseacabo-
∆�(+)
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 11

12. Alaexpresión∆�seleconocecomoentalpíayla
Termodinámicaladefinecomo:
“Laenergíaquesehacepresenteenunprocesoo
reacciónquímicallevadoapresiónconstante”
Sielvalordelaentalpíaesnegativohablamosde
unareacciónexotérmica(liberaenergía),sieslo
contrariolareacciónsedenomina
exotérmica(absorbeenergía)
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 12

13. Balanceo de ecuaciones químicas
Obedecealaleydeconservacióndelamateria,
consisteenequilibrarlacantidaddeátomosque
participanenunareacciónquímicatantodel
ladodereactivoscomodeproductos.Sepuede
realizardedosmaneras:
I.Porelmétododetanteo
II.Portransferenciade�
−
(óxido-reducción)
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 13

14. Método de tanteo
Seutilizaestemétodoparaequilibrarreacciones
simples,paraefectuarlosesiguenlossiguientes
pasos:
1)Equilibrartodosloselementosdistintosal�
2y�
2
2)Equilibrarlos�
2yalfinallos�
2
3)Verificarelbalanceocontandolosátomosdelos
elementosquedandoigualenambosladosdela
reacción
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 14

15. Ejemplo
Balancear la siguiente ecuación por el método
de tanteo:
??????���
3→??????��+�
2
??????
��
�
�
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 15

16. �
3��
4+����
2→��
3��
42+�
2�
��
�
�
�
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 16

17. Método oxido-reducción(redox) o
transferencia de electrones
Analizamoslaperdidaogananciade�
−
oen
términosfísicosemisiónoabsorcióndeenergía.
Haydostérminosmuyimportantesenestetipo
debalanceodeecuaciones
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 17

18. Oxidación
Enquímicasedenominaalapérdidade�
−
de
unátomohaciendoqueaumentesunúmerode
oxidación.Alelementoqueseoxidasele
denominaAgentereductor.
��→��
+
+�
−
??????�
+2
→??????�
+3
+�
−
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 18

19. Reducción
Asídenominamosalagananciade�
−
deun
átomohaciendoquedisminuyasunúmerode
oxidación.Alelementoquesereducesele
denominaAgenteoxidante.
��
+7
+5�
−
→��
+2
??????�
+3
+�
−
→??????�
+2
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 19

20. P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 20

21. Números de oxidación mas comunes
Familiao elemento Número de oxidación
Hidrógeno +1
Oxígeno -2
I A +1
II A +2
III A +3
IV A +4,-4,+2
V A +5,-3
VI A -2,+6
VII A -1,+7
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 21
Los elementos sin combinarse poseen un número de oxidación de
cero

22. Método redox
Seutilizacuandohayreaccionesdesustitución
simpleodoble,lospasosaseguirson:
1)Hallarlosnúmerosdeoxidacióndelosátomosque
participanenlareacción.
2)Revisarquéelementoseoxidaysereduceenla
reacción
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 22

23. 3)Manipular algebraicamente las
semirreaccionesdeoxidación-reducción
4)Ajustarcoeficientesestequimétricosy
balancearpormétododetanteo
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 23

24. Ejemplo
Anota lo que se pide en la ecuación química mostrada
�+�
2??????�
4→??????�
2+��
2+�
2�
Elemento que se redujo:
Elemento que se oxidó:
Agente oxidante:
Agente reductor:
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 24
Carbono
Carbono
Azufre
Azufre

25. Ejemplo
Balancear la siguiente ecuación química:
��+���
3→����
32+��+�
2�
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 25

26. Semirreacción de oxidación:
Semirreacción de reducción:
sumando las semirreacciones de oxidación-reducción tenemos
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 26

27. Ajustando en la ecuación original:
��+���
3→����
32+��+�
2�
��
�
�
�
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 27

28. Ejemplo
Balancear la siguiente ecuación química:
���+���
2→����
2+�
2�+��
2
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 28

29. Semirreacción de oxidación:
Semirreacción de reducción:
sumando las semirreacciones de oxidación-reducción tenemos
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 29

30. Ajustando en la ecuación original:
���+���
2→����
2+�
2�+��
2
��
��
�
�
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 30

31. Ejercicios de tarea
�
6�
12�
6+�
2→��
2+�
2�
����
3+�
2??????→��
2??????+���
3
??????��??????�
4+??????
2��
3+�
2→??????�
2�
3+??????
2�??????�
4+��
2
??????
2�??????
2�
7+���→�??????��
3+??????��+�
2�+��
2
�
2??????0
4+��→�
2??????0
3+�
2+�
2�
���+��→����
2+↑�
2
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 31

32. Estequiometria
Delgriegostocheion(elemento)ymetrón
(medida)esunapartedelaquímicaqueanaliza
lasrelacionescuantitativasentreelementosy
compuestosenunareacciónquímica.
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 32

33. Parasuanálisisseapoyadelasleyesponderales
delaquímicaqueconsistenenmantenerbajo
ciertasrelacionesnuméricaselemento-
compuestodereactivoydeproducto,se
enuncianacontinuación
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 33

34. Estequiometría
Ley de
conservación
de la materia
Ley de
proporciones
constantes o
ley de Proust
Ley de
proporciones
múltiples o
ley de Dalton
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 34

35. Ley de conservación de la materia
Propuesta por Lavoisier dice lo siguiente:
“lamaterianosecreanisedestruye,solose
transformaypermanececonstanteenel
universo”
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 35

36. Ley de proporciones
constantes(Proust)
“cuando dos o mas elementos se unen para
formar un compuesto lo hacen siempre en una
relación ponderal constante”
�
2+��
2→2���
2�
2+2��
2→4���
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 36

37. Ley de proporciones múltiples(Dalton)
“Cuandodosomaselementosseunenpara
formarunaseriedecompuestos,sielpesode
unodeellospermanececonstanteyelotro
varia,lascantidadesdeestesonmúltiplos
enterosdelamenordeellas”
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 37

38. Ejemplo
�+
1
2
�
2→��1:1
12�+16�→28�
�+�
2→��
2 1:2
12�+32�→44�
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 38

39. Cálculo estequiométrico
masa-masa
Metodología:
1)Balancearlaecuaciónquímica
2)Calcularlospesosmolecularesdelas
sustanciasinvolucradas
3)Trabajarporregladetresparaobtenerla
masadelasustanciaadeterminar
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 39

40. Ejemplo 1
Dadalareacción:
4??????�+3�
2→2??????�
2�
3
¿Quécantidaddeoxígenosreaccionarácon10
gramosdehierro?
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 40

41. Paso 1: balancear la ecuación química:
4??????�+3�
2→2??????�
2�
3
??????�
�
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 41

42. Paso2:calculandolospesosmolecularesdelas
sustanciasdeinterés:
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 42
????????????: 1*56g/mol ??????
??????: 2*16g/mol
��
????????????=56�/�����
??????2
=32�/���

43. Paso 3: relación másica(regla de tres)
�
????????????
10�??????�
=
�
??????2
??????
�
????????????=��
????????????∗����??????�??????�������??????����������??????ó�
�
??????2
=��
??????2
∗����??????�??????�����������������??????ó�
Siguiendolaregladetresnosquedadela
siguientemanera:
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 43

44. 456�??????�
10�??????�
=
3(32��
2)
??????
Resolviendolaregladetresobtenemoslamasa
deoxígenoquereaccionaráconelhierro:
??????=4.285����
2
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 44

45. Ejemplo 2
Elcloropuedeprepararseporlareacción:
���
2+4���→����
2+��
2+2�
2�
¿Cuántosgramosde���serequierenpara
reaccionarcon25gde���
2?
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 45

46. Tarea
Unamuestrademonóxidodecarbonoenun
muestrapuededeterminarseporlasiguiente
reacción:
�
2�
5+��→�
2+��
2
Siunamuestradegaslibera0.192gde�
2,
¿Cuántosgramosde��sehallaranpresentes
enlamisma?
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 46

47. Sisemezclablanqueadordecloroconotros
productosdelimpiezaquecontenganamoniaco,
sepuedeformarelgastóxico���
3
(??????)
de
acuerdoconlaecuación:
3�����+��
3→3����
(????????????)+���
3(??????)
Cuando2.94gde��
3reaccionanenelproceso.
¿Cuántosgramosde���
3segeneranenel
procesodelimpieza?
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 47

48. Lafermentaciónesunprocesoquímicocomplejo
queseutilizaenlaelaboracióndevinos,enelque
laglucosaseconvierteenetanolydióxidode
carbono:
�
6�
12�
6→2�
2�
5��+��
2
Sisecomienzacon500.4gdeglucosa,¿Cuálesla
cantidaddeetanolengramosyenlitrossese
obtendrádelproceso?
Datoadicional:densidaddeletanol=789
??????
??????
P.I.Q Eder Yair Nolasco Terrón 48