Calculo de masa y volumen

Las ecuaciones químicas permiten calcular, a partir de una cantidad determinada de alguno de los reactivos y productos que intervienen en una reacción, la cantidad necesaria del resto de los componentes de la misma.

 Cálculos masa - masa
     En este caso nos aprovechamos de la relación que hay entre  cantidad de sustancia (en mol), masa de sustancia y masa molar, tal como indica la relación:

cantidad de sustancia =	masa en gramos	;    n (mol) =	m(g)
	masa molar		M (g/mol)

    Para ver cómo se hace, lee el enunciado del problema siguiente y, a continuación pulsa sobre el gráfico:

Se quiere calcular la cantidad de cloruro de calcio que se obtiene cuando 50 g de carbonato de calcio se hacen reaccionar con la cantidad suficiente de ácido clorhídrico, en una reacción en la que se obtienen, además, agua y dióxido de carbono

 La ley de Avogadro dice lo siguiente:

Volúmenes iguales de diferentes gases en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de partículas

     Esta ley implica que números iguales (por ejemplo, un mol) de partículas, átomos o moléculas, ocupan el mismo volumen,  lo cual es muy útil para realizar cálculos de volúmenes en aquellas reacciones en las que intervengan gases.



       

velocidad de una reacción química

  Para saber si una reacción es rápida o lenta, hay que conocer la velocidad a la que transcurre.  Podemos definir velocidad de reacción como la variación de cantidad de sustancia formada o transformada por unidad de tiempo.
    En general, para determinar la velocidad de una reacción, hay que medir la cantidad de reactivo que desaparece o la cantidad de producto que se forma por unidad de tiempo.

 Factores que afectan a la velocidad de reacción
    la velocidad de una reacción se ve influida por una serie de factores; entre ellos se pueden destacar:
Naturaleza de los reactivos
    Se ha observado que según los reactivos que intervengan, las reacciones tienen distinta velocidad, pero no se ha podido establecer aún unas reglas generales.

Concentración de los reactivos
    La velocidad de reacción aumenta con la concentración de los reactivos.  Para aumentar la concentración de un reactivo:

• Si es un gas, se consigue elevando su presión.
• Si se encuentra en disolución, se consigue cambiando la relación entre el soluto y el disolvente.

Superficie de contacto de los reactivos
    Cuanto más divididos están los reactivos, más rápida es la reacción. Esto es así porque se aumenta la superficie expuesta a la misma.

Temperatura
    En general, la velocidad de una reacción química aumenta conforme se eleva la temperatura.

Presencia de catalizadores
    Un catalizador es una sustancia, distinta a los reactivos o los productos, que modifican la velocidad de una reacción. Al final de la misma, el catalizador se recupera por completo e inalterado. En general, hace falta muy poca cantidad de catalizador.
     

importancia de las reacciones quimica

Estamos rodeados por reacciones químicas; tienen lugar en laboratorios, pero también en fábricas, automóviles, centrales térmicas, cocinas, atmósfera, interior de la Tierra... Incluso en nuestro cuerpo ocurren miles de reacciones químicas en cada instante, que determinan lo que hacemos y pensamos.
    De toda la variedad de reacciones posibles, vamos a ver dos: las de neutralización y las de combustión. Pero antes de verlas, es necesario conocer y dominar el concepto de ácido y base.

 Ácidos y bases
    Las características de los ácidos y las bases se resumen en el siguiente cuadro:

Ácidos		Bases
▪ Tienen sabor agrio (ácido).		▪  Tienen sabor amargo.
▪ Reaccionan con ciertos metales, como Zn, Mg o Fe, para dar hidrógeno		▪ Reaccionan con las grasas para dar jabones.
▪ Reaccionan con las bases para dar sales		▪ Reaccionan con los ácidos para dar sales.
Son sustancias ácidas: el ácido clorhídrico (HCl); el ácido bromhídrico (HBr); el ácido nítrico (HNO3); el ácido carbónico (H2CO3) y el ácido sulfúrico (H2SO4), entre otros		Son sustancias básicas el hidróxido de amonio o amoniaco disuelto en agua (NH4OH); y los hidróxidos de los metales alcalinos (LiOH, NaOH, KOH,...) y alcalinotérreos, como el Ca(OH)2, y Mg(OH)2, entre otros

   Para distinguir si una sustancia es ácida o básica, se utiliza la escala de pH, comprendida entre el 1 y el 14:

• Si una sustancia tiene un pH igual a 7, se dice que es neutra, ni ácida ni básica (por ejemplo, el agua pura).
• Si una sustancia tiene un pH menor que 7, tiene carácter ácido.
• Si una sustancia tiene un pH mayor que 7, tiene carácter básico.

    En los laboratorios y aquellos otros lugares donde es necesario determinan esta propiedad (como en un análisis de agua potable, por ejemplo), se utiliza un indicador ácido-base, que es una sustancia que presenta un color distinto según sea el pH del medio.

Ecuaciones quimicas

Una ecuación química 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.

Se utilizan para describir lo que sucede en una reacción química en sus estados inicial y final. En ella figuran dos miembros; en el primero, los símbolos o fórmulas de los reactivos y en el segundo los símbolos o fórmulas de los productos. Para separar ambos miembros se utiliza una flecha que generalmente se dirige hacia la derecha, indicando el sentido de la reacción.

Importancia de la ecuación química

La ecuación química ayuda a visualizar los reactivos que son los que tendrán una reacción química y el producto, que es la sustancia que se obtiene de este proceso. Además se puede ubicar los símbolos químicos de cada uno de los elementos o compuestos que estén dentro de la ecuación y poder balancearlos con mayor facilidad y gran rapidez.

Interpretación de una ecuación química

§                    A, B, C, D, representan los símbolos químicos de las moléculas o átomos que reaccionan (lado izquierdo) y los que se producen (lado derecho).

§                    a, b, c, d, representan los coeficientes estequiométricos, que deben ser ajustados de manera que sean reflejo de la ley de conservación de la masa.

La interpretación física de los coeficientes estequiométricos, si estos son números enteros y positivos, puede ser en átomos o moles:

Así, se diría de la ecuación de geometría estequiométrica se subdivide en la siguiente:

1. Cuando "a" átomos (o moléculas) de A reaccionan con "b" átomos (o moléculas) de B producen "c" átomos (o moléculas) de C, y "d" átomos (o moléculas) de D.

2. Cuando "a" moles de átomos (o moléculas) de A reaccionan con "b" moles de átomos (o moléculas) de B producen "c" moles de átomos (o moléculas) de C, y "d" moles de átomos (o moléculas) de D.

Por ejemplo el hidrógeno (H₂) puede reaccionar con oxígeno (O₂) para dar agua (H₂O).

La ecuación está ajustada y puede ser interpretada como 2 mol de moléculas de hidrógeno reaccionan con 1 mol de moléculas de oxígeno, produciendo 2 mol de moléculas de agua.

Las fórmulas químicas a la izquierda de "→" representan las sustancias de partida, denominadas reactivas o reactantes; a la derecha de "→" están las fórmulas químicas de las sustancias producidas, denominadas productos.

Los números delante de las fórmulas son llamados coeficientes estequiométricos. Estos deben ser tales que la ecuación química esté balanceada, Es decir, que el número de átomos de cada elemento de un lado y del otro sea el mismo. Los coeficientes deben ser enteros positivos, y el uno se omite. En las únicas reacciones que esto no se produce, es en las reacciones nucleares.

Adicionalmente, se pueden agregar (entre paréntesis y como subíndice) el estado de cada sustancia participante: sólido (S), líquido (l), acuoso (AC) O gaseoso (g).

clasificacion de las reacciones quimicas

Reacción de sodio en agua Na (s) + H₂O (l) ⇒ NaOH(aq) + H₂ (g). Es una reacción de sustitución.

Los cambios químicos se producen de manera continua en la naturaleza: en los seres vivos, en el suelo, en el aire... Y, además, existen numerosísimos cambios químicos distintos (en función de los reactivos que intervienen o de los compuestos que se forman). Para estudiar mejor las reacciones químicas resulta conveniente, por tanto, clasificarlas de alguna manera.

Atendiendo a la estructura de las reacciones podemos clasificarlas en:

• Reacciones de combinación o síntesis. En ellas se forman uno o varios compuestos a partir de elementos o compuestos preexistentes. Algunos ejemplos son:

N₂ + 3 H₂ ⇒ 2 NH₃ (Formacion de amoniaco)

C + O₂ ⇒ CO₂

2 Mg + O₂ ⇒ 2 MgO

SO₃ + H₂O ⇒ H₂SO₄

• Reacciones de descomposición. Al contrario que en el caso anterior, en esta ocasión tiene lugar la escisión de un compuesto en varios elementos o compuestos.

2 H₂O ⇒ 2 H₂ + O₂ (Hidrólisis del agua)

HgO ⇒ Hg + 1 2 O 2

PbO₂ ⇒ Pb + O₂

(NH₄)₂CO₃ ⇒ 2 NH₃ + CO₂ + H₂O

• Reacciones de sustitución o desplazamiento. En ellas, un elemento desplaza a otro en un compuesto. Pueden ser de oxidación-reducción o precipitación según las especies químicas presentes:

Zn (s) + CuSO₄ (aq) ⇒ Cu (s) + ZnSO₄ (aq)

Na (s) + H₂O (l) ⇒ NaOH (aq) + H₂ (g)

Br₂ (l) + 2 NaI (aq) ⇒ 2 NaBr (aq) + I₂ (s)

• Reacciones de doble desplazamiento. Como su nombre indica, existe «un intercambio» de elementos en dos o más compuestos de la reacción:

NaCl (aq) + AgNO₃ (aq) ⇒ AgCl (s) + NaNO₃ (aq)

HCl (aq) + NaOH (aq) ⇒ NaCl (aq) + H₂O (l)