REACCIONES QUIMICAS

REACCIONES QUÍMICAS. BALANCEO DE ECUACIONES

- ESTEQUIOMETRÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS

Es la parte de la química que se ocupa del cálculo de las cantidades de sustancia que intervienen en una reacción química.

Definición: REACCIÓN QUÍMICA

Proceso en el que cambia la naturaleza de una o varias sustancias (reactivos), transformándose en otras nuevas (productos). Esto supone un reordenamiento de los átomos, mediante la ruptura de unos enlaces y la formación de otros nuevos.

Una reacción química se representa mediante una ecuación química: En el primer miembro aparecen las fórmulas de las sustancias que reaccionan (reactivos), y en el segundo miembro aparecen las fórmulas de las sustancias que se forman (productos), separados por una flecha, si la reacción es irreversible o por dos (una para cada sentido), si la reacción es reversible. Además de las fórmulas de las sustancias, deben aparecer los denominados coeficientes estequiométricos, los cuales nos indican la proporción (moles) de las sustancias que intervienen en la reacción (ajuste). En algunos casos es necesario adjuntar el estado de agregación de la materia entre paréntesis (sólido, líquido o gas). La fórmula general será del tipo:

xA+yB zC+tD

donde A y B son los reactivos, C y D los productos formados tras la reacción, y `x, y, z, t' son los coeficientes estequiométricos.

EJEMPLOS:

a) 2Na + Cl2 2NaCl (irreversible)

b) H2CO3 CO2 + H2O (reversible)

c) 2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) (estados de agregación)

Los números de color azul son los coeficientes estequiométricos.

TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS:

• Si atendemos al resultado global, las podemos clasificar en los siguientes tipos:

a) Reacciones de Síntesis: Dos elementos químicos se combinan para formar un compuesto: A+B AB

EJEMPLOS:

i) N2 + 3H2 2NH3

ii) 2Ca + O2 2CaO

iii) 2Mg + O2 2MgO

b) Reacciones de Descomposición: Una sustancia se descompone en otras más simples: AB Q A+B (suele ser mediante calor Q)

EJEMPLOS:

i) Los carbonatos metálicos, se descomponen con mayor o menor facilidad mediante calor, formándose el óxido metálico y CO2:

MgCO3 Q MgO + CO2

ii) También se descomponen mediante calor muchos hidróxidos, originando el óxido y H2O:

Ca(OH)2 Q CaO + H2O

iii) La descomposición de los cloratos origina el cloruro (sal binaria) y oxígeno:

2KClO3 Q 2KCl + 3O2

iv) Algunos óxidos de metales pesados se descomponen mediante el calor, formándose O2 y el metal correspondiente:

2HgO Q 2Hg + O2

c) Reacciones de Adición: Un elemento o un compuesto se adiciona a un compuesto para formar otro compuesto químicos se combinan para formar un compuesto: AB+C D o AB+CD E (similar a las de síntesis)

EJEMPLOS:

i) CH2=CH2 + Br2 CH2Br-CH2Br

ii) 2CO + O2 2CO2

iii) SO3 + H2O H2SO4

d) Reacciones de Sustitución: Un átomo sustituye a otro AB+X AX+B

EJEMPLOS:

• Un metal activo desplaza al H2 de los ácidos:

Zn + 2HCl ZnCl2 + H2

Mg + H2SO4 MgSO4 + H2

ii) Un metal puede verse desplazado de sus sales por otro metal más activo:

Zn + CuSO4 Cu + ZnSO4

e) Reacciones de Doble Sustitución: Más de un átomo sustituyen a otros AB+XY AY+XB

EJEMPLOS:

i) Se suele dar en reacciones con disoluciones, entre sustancias formadas cada una por dos iones diferentes:

NaCl + AgNO3 AgCl + NaNO3

HCl + NaOH NaCl + H2O

f) Reacciones de Combustión: Combustión de hidrocarburos con O2

Hidrocarburo+Oxígeno CO2+H2O

EJEMPLOS:

i) 2C4H10 + 13O2 8CO2 + 10H2O

ii) C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O

g) Reacciones de Neutralización: Consisten en la neutralización de un ácido o una base, mediante la utilización de una base o un ácido, respectivamente: Ácido+Base Sal+H2O

EJEMPLOS:

i) HCl + NaOH NaCl + H2O

ii) H2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4 + 2H2O

• Si atendemos a razones energéticas, las podemos clasificar en dos tipos:

a) Reacciones con desprendimiento de calor o reacciones exotérmicas:

EJEMPLOS:

i) 2C4H10 + 13O2 8CO2 + 10H2O + energía (calor)

ii) 2Mg + O2 2MgO + energía (calor)

iii) 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 + energía (calor)

b) Reacciones con absorción de calor o reacciones endotérmicas:

EJEMPLOS:

i) CaCO3 + calor CaO + CO2

ii) Cu + H2SO4 + Calor CuSO4 + H2

- AJUSTE DE REACCIONES:

• Método por tanteo:

Las transformaciones que ocurren en una reacción química se rigen por la Ley de la conservación de la masa: Los átomos no se crean ni se destruyen durante una reacción química. Entonces, el mismo conjunto de átomos está presente antes, durante y después de la reacción. Los cambios que ocurren en una reacción química simplemente consisten en una reordenación de los átomos.

Por lo tanto

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