Tipos de reacciones químicas y estequiometria

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Reporte de practica #6

“Tipos de reacciones químicas y estequiometria”

Francisco O. Hernández, Josué Calvillo, Alan D. Arreola, Diego J. Ballinas

M1B

Ingeniería Mecánica, Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez

Química

        José Manuel Montoya Magaña

26 de mayo de 2023

PRÁCTICA # 6. TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS Y ESTEQUIOMETRÍA.

COMPETENCIAS PARA DESARROLLAR:

*Identificar los tipos de reacciones químicas.

*Realizar el balanceo de las reacciones químicas.

PROPÓSITO:

Seguir las instrucciones y procedimientos de manera reflexiva comprendiendo de manera práctica

las diferentes reacciones químicas, que ocurren en los procesos químicos como fenómenos de su

entorno y demostrar la validez de la ley de la conservación de la materia al balancear las ecuaciones

químicas.

CONOCIMIENTOS PREVIOS:

¿Qué es una reacción química?

Una reacción química es un proceso en el que una o más sustancias se transforman en otras sustancias con propiedades diferentes. Las sustancias que participan en una reacción química se llaman reactivos y las sustancias que se forman se llaman productos. En una reacción química se conservan la masa, la energía y el número de átomos de cada elemento. Para representar una reacción química se utiliza una ecuación química, que indica los reactivos y los productos, así como sus cantidades y estados físicos.

- Partes de una ecuación química.

Una ecuación química es una forma de representar una reacción química mediante símbolos y números. Las partes de una ecuación química son:

1. Los reactivos: son las sustancias que se combinan o se transforman en la reacción. Se escriben a la izquierda de la flecha.

2. Los productos: son las sustancias que se obtienen como resultado de la reacción. Se escriben a la derecha de la flecha.

3. Los coeficientes estequiométricos: son los números que indican la proporción en que reaccionan o se forman los reactivos y los productos. Se escriben delante de los símbolos de las sustancias.

4. El estado físico: es la forma en que se encuentran las sustancias, ya sea sólido (s), líquido (l), gas (g) o disuelto en agua (ac). Se escriben entre paréntesis después de los símbolos de las sustancias.

- Simbología y significado empleado para escribir una reacción química.

La simbología y el significado empleado para describir una reacción química se basan en el uso de ecuaciones químicas, que son representaciones simbólicas de los procesos químicos que ocurren en la naturaleza o en el laboratorio. Una ecuación química muestra las sustancias que reaccionan (llamadas reactivos) y las sustancias que se forman (llamadas productos), separadas por una flecha que indica el sentido de la reacción. Además, se indican los coeficientes estequiométricos, que expresan la proporción de moles o moléculas de cada sustancia que participa en la reacción, y se ajustan para cumplir con la ley de conservación de la materia. También se pueden señalar el estado de agregación de la materia (sólido, líquido o gas), el hecho de si la sustancia es un precipitado, si se encuentra en solución acuosa, si se libera un gas, etc. Asimismo, se pueden utilizar otros símbolos para especificar las condiciones de la reacción, como la presencia de calor, catalizadores o luz. Por ejemplo, la ecuación química de la formación del agua a partir del hidrógeno y el oxígeno se puede escribir así:

**2 H2 (g) + O2 (g) → 2 H2O (g)**

Esta ecuación significa que dos moles de moléculas de hidrógeno gaseoso reaccionan con un mol de moléculas de oxígeno gaseoso para producir dos moles de moléculas de agua gaseosa.

¿Cómo se clasifican las reacciones químicas y da un ejemplo de cada una de ellas?

Las reacciones químicas se pueden clasificar según diferentes criterios. Algunos de los más comunes son:

1. Según el tipo de cambio que ocurre en los átomos o enlaces: reacciones de síntesis, descomposición, sustitución o intercambio.

1. Según la variación de energía que implica: reacciones exotérmicas, endotérmicas o isotérmicas.

1. Según el estado de equilibrio que alcanzan: reacciones irreversibles, reversibles o casi-reversibles.

Un ejemplo de cada tipo de reacción es:

- Reacción de síntesis: A + B -> AB

- Reacción de descomposición: AB -> A + B

- Reacción de sustitución: A + BC -> AC + B

- Reacción de intercambio: AB + CD -> AD + CB

- Reacción exotérmica: CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O + calor

- Reacción endotérmica: N2 + O2 + calor -> 2NO

- Reacción isotérmica: 2SO2 + O2 <-> 2SO3

- Reacción irreversible: 2H2 + O2 -> 2H2O

- Reacción reversible: CO + H2O <-> CO2 + H2

- Reacción casi-reversible: H2 + I2 <-> 2HI

Define una reacción endotérmica y una exotérmica

Una reacción endotérmica es una reacción química que **absorbe** energía del entorno. En este tipo de reacción, el calor se transfiere del exterior al interior del sistema, por lo que la temperatura disminuye. La energía es un **reactivo** en las reacciones endotérmicas. Un ejemplo de reacción endotérmica es la fotosíntesis, donde las plantas captan la energía solar para producir glucosa a partir del dióxido de carbono y el agua.

Una reacción exotérmica es una reacción química que **libera** energía en forma de calor. En este tipo de reacción, el calor se transfiere del interior al exterior del sistema, por lo que la temperatura aumenta. La energía es un **producto** en las reacciones exotérmicas. Un ejemplo de reacción exotérmica es la combustión, donde se quema un combustible con oxígeno para producir dióxido de carbono y agua.

¿Cómo se presenta una reacción de neutralización?

Una reacción de neutralización es un tipo de reacción química en la que un ácido y una base se combinan para formar una sal y agua. En este proceso, los iones hidrógeno del ácido se unen con los iones hidroxilo de la base, dando lugar a moléculas de agua. La sal resultante depende de los iones que quedan en la solución después de la neutralización. Por ejemplo, si se mezcla ácido clorhídrico (HCl) con hidróxido de sodio (NaOH), se forma cloruro de sodio (NaCl) y agua (H2O).  

¿Por qué se balancea una reacción química?

Se balancea una reacción química para cumplir con la ley de conservación de la materia, que establece que el número de átomos de cada elemento debe ser el mismo antes y después de la reacción. Al balancear una ecuación química, se ajustan los coeficientes de las fórmulas de los reactivos y los productos para que las cantidades relativas de las sustancias que participan en la reacción sean proporcionales. El balanceo de ecuaciones químicas es importante para predecir las cantidades de reactivos que se consumen y los productos que se forman en una reacción, así como para calcular la energía involucrada en el proceso.

¿Cuáles son los métodos de balanceo?

Los métodos de balanceo de ecuaciones químicas son procedimientos que permiten determinar los coeficientes estequiométricos que igualan el número y tipo de átomos, iones o moléculas de los reactivos y los productos de una reacción. Existen diferentes métodos de balanceo según el tipo y la complejidad de la reacción, como el método de tanteo, el método algebraico y el método REDOX.

El método de tanteo consiste en asignar los coeficientes que parecen ser los correctos por simple inspección y verificar si se cumple la ley de conservación de la masa. Este método es útil para ecuaciones sencillas, pero puede ser muy tedioso para ecuaciones complejas.

El método algebraico consiste en plantear un sistema de ecuaciones lineales con las incógnitas correspondientes a los coeficientes estequiométricos y resolverlo por cualquier método matemático. Este método es más general y puede aplicarse a cualquier tipo de ecuación, pero requiere un mayor nivel de cálculo.

El método REDOX se basa en el concepto de oxidación y reducción, que implica la transferencia de electrones entre los átomos o iones que participan en la reacción. Este método se utiliza para ecuaciones que involucran cambios en el estado de oxidación de los elementos y se divide en varios pasos: identificar las especies que se oxidan y se reducen, asignar los números de oxidación, calcular los electrones perdidos y ganados, igualar las semirreacciones por el método del ion-electrón y sumar las semirreacciones para obtener la ecuación global.

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