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Principios de Química > Reacciones químicas > Flashcards

Reacciones químicas Flashcards

1
Q

Todas las reacciones químicas obedecen a dos leyes fundamentales:

A

Ley de la conservación de la masa

Ley de conservación de la energía

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2
Q

Reacción química:

A

Proceso en el cual una o más sustancias [Reactivo(s)] cambian su identidad (proceso químico) para formar una o más sustancias nuevas [Producto(s)].

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3
Q

Expresar y cuantificar la cantidad de sustancias que se consumen y se producen en la reacción se hace a través de…

A

… Formulas químicas y ecuaciones químicas.

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4
Q

Formulas químicas:

A

Representación de los compuestos químicos mediante los símbolos presentes en la tabla periódica, en donde el número de átomos de cada elemento se indica mediante un subíndice.

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5
Q

Ecuaciones químicas

A

Son el modo de representar las reacciones químicas.

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6
Q

Generalmente se indica el estado físico en que se encuentran los reactivos y productos:

A
  • Gaseoso (g)
  • Líquido (l)
  • Solido (s)
  • Disolución acuosa (ac)
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7
Q

2Mg + O2 → 2MgO

Los coeficientes en una ecuación balanceada indican…

A

… la relación de moles de reactivos y productos

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8
Q

Balanceo de ecuaciones químicas

A

1. Escribir las fórmulas correctas de todos los reactivos y productos al lado izquierdo y derecho respectivamente.
C2H6 + O2 → CO2 + H2O
2. Iniciar balanceo, probando coeficientes para igualar el # de átomos en ambos lados de la ecuación. No cambiar subíndices
2C2H6 ≠ C4H12…

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9
Q

El gas propano, C3H8 , se licúa, almacena y transporta fácilmente y es utilizado como combustible. Escriba una ecuación química ajustada que represente su combustión completa.

A

C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O + Calor

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10
Q

TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS

Según el intercambio de calor:

A

Reacción exotérmica
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O + Δ
Reacción endotérmica:
CaCO3(s) E+→ CaO(s) + CO2(g)

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11
Q

TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS

Según la reversibilidad:

A

Reacciones reversibles

Reacciones irreversibles

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12
Q

TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS
Según mecanismo de reacción
* Reacciones de composición y síntesis (combinación):

A

dos reactivos o más se combinan para formar un solo producto.
2Mg(s) + O2(g) → 2MgO (s)

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13
Q

TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS
Según mecanismo de reacción
* Reacción de descomposición:

A

Un solo reactivo se separa para formar dos o más sustancias.

CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)

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14
Q

TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS
Según mecanismo de reacción
* Reacciones de combustión

A

Son aquellas que se llevan en presencia de O2

C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4 H2O

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15
Q

TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS
Según mecanismo de reacción
* Reacciones de sustitución:

A

Son aquellas en la que un elemento desplaza a otro elemento en una molécula.
Zn(s) + 2HCl (ac) → ZnCl 2(ac) + H 2(g)

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16
Q

TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS
Según mecanismo de reacción
Reacciones de doble sustitución:

A

En la que los compuestos reaccionan intercambiando átomos o grupos de átomos.
2NaCl + CaSO4 → Na2SO4 + CaCl2

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17
Q

TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS
Según mecanismo de reacción
Reacciones ácido-base:

A

se llevan entre ácidos y bases.
Acido + Base → Sal + agua
HCl + NaOH → NaCl + H2O

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18
Q

TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS
Según mecanismo de reacción
Reacciones de precipitación:

A

Dan como producto un precipitado (sólido insoluble formado por una reacción en solución).
2Pb(NO3)2(ac) + 4KI(ac) → 2PbI2(s) + 4KNO3(ac)

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19
Q

TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS
Según mecanismo de reacción
Reacciones oxidación-reducción (redox):

A

hay transferencia de e- entre reactivos y productos. Hay una sustancia que se oxida y otra que se reduce.
2KMnO4 + 6HCl + 5H2S → 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5S°

20
Q

Estequiometría

A

“Relación ponderal entre elementos y/o compuestos en una fórmula o en una reacción química”

*significado práctico: implica todas las relaciones cuantitativas en las que intervienen las masas fórmula y atómicas, las fórmulas químicas y la ecuación química.

21
Q

Coeficientes estequiométricos:

A

Coeficientes necesarios para ajustar una ecuación química.

22
Q

Factor estequiométrico:

A

Relaciona las cantidades de dos sustancias cualquiera que intervengan en una reacción química expresándolas en moles

23
Q

Método Mol: La combustión de 209 g Metanol en aire qué cantidad de masa de agua produce:
2CH3OH + 3O2 → 2CO2 + 4H2O

A

Los coeficientes estequiométricos de una reacción química se pueden interpretar como el # de moles de cada sustancia. Independiente si están en gramos, litros u otras unidades.
g CH3OH → moles CH3OH → moles H2O → g H2O
209 g CH3OH x (1 mol CH3OH /32.0 g CH3OH) x (4 mol H2O /2 mol CH3OH) x (18.0 g H2O/
1 mol H2O) = 235 g H2O

24
Q

Manejo cantidad de reactivos, reactivo limitante y reactivo en exceso:

A

Reactivo limitante: se consume primero= limita cantidad producto
Reactivo en exceso: está en mayor cantidad a la necesaria para reaccionar

25
Q

124 g de Al reaccionan con 601 g de Fe2O3
2Al + Fe 2O3 → Al2O3 + 2Fe
Calcule la masa de Al 2 O 3 formada.

A

Calculamos que por 124 g de Al se requieren 367 g Fe2O3, como hay más de este último, entonces Al sería el reactivo limitante y Fe2O3 el reactivo en exceso. Entonces respecto a los 124 g calculamos que se producen 234 g de Al2O3.

26
Q

Rendimiento de una reacción

A

1)  R. real ≈ R. teórico → R. Porcentual ≈ 100%
2) R. real < R. teórico → R. porcentual < 100%
3) R. real > R. teórico, → R. porcentual > 100%

27
Q

El Titanio Se obtiene por la reacción de cloruro de titanio (IV) con magnesio fundido entre 950 y 1150 °C
TiCl 4 (g) + 2Mg(l) → Ti(s) + 2MgCl 2 (l)
En cierta operación industrial se hacen reaccionar 3,54 x 10^7 g de TiCl 4 con 1,13 x 10^7 g de Mg:
a) Identifique reactivo limitante y reactivo en exceso
b) calcule el rendimiento teórico
c) Calcule el porcentaje del rendimiento si en realidad se obtienen 7,91 x 10^6 g de Ti.

A

a) RL= TiCl 4 : masa Ti formada: = 8,95 x 10^6 g Ti
c) Rendimiento real = 7,91 x 10 6 g Ti
b) Rendimiento teórico = 8,95 x 10 6 g Ti = 100%
% Rendimiento = 88,4%

28
Q

Termoquímica:

A

Estudio de los cambios de energía asociado a las reacciones químicas.

29
Q

Energía:

A

Capacidad para efectuar un trabajo o para transferir calor.

30
Q

Trabajo:

A

La energía utilizada para desplazar un cuerpo u objeto.

w = F x d

31
Q

Calor:

A

La energía utilizada para aumentar la temperatura de un cuerpo u objeto.
Transferencia de energía térmica entre dos cuerpos qué están a diferentes temperaturas.

32
Q

Tipos de energía.

A

Radiante (de sol y la principal), térmica (asociada al movimiento aleatorio de los átomos y las moléculas), química (se almacena en las unidades estructurales de las sustancias), nuclear (almacenada dentro de neutrones y protones en el átomo), potencial (disponible en función de la posición de un objeto o composición química), cinética (la que un objeto posee en virtud de su movimiento)

33
Q

Unidades de Energía

A

1 J = kg m^2 / s^2

1 cal = 4.184 J

34
Q

Flujo de calor:

A

caliente→ frío

35
Q

Termodinámica

A

Estudio científico de las propiedades materiales de los sistemas macroscópicos, de la interconversión de las distintas formas de energía y cómo esta energía puede convertirse en trabajo (movimiento).

36
Q

Estado de un sistema:

A

Definido por los valores de todas sus propiedades macroscópicas importantes: composición, E, P, V y T.

37
Q

Función de estado:

A

Propiedades determinadas por el estado del sistema, sin importar cómo se haya alcanzado esa condición: E, P, V y T.

38
Q

Leyes de la termodinámica

A

1ª ley: la energía puede convertirse de una forma en otra, pero no se puede crear ni destruir
2ª ley: explica por qué los procesos químicos se ven favorecidos en una dirección
3ª ley: la entropía* del universo aumenta en un proceso espontáneo y se mantiene constante en un proceso que se encuentra en equilibrio

39
Q

Determinar experimentalmente los Δ de energía

A 
Δ E = E f - E i
Δ E = E (prod) – E (reactivos)
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O + calor
E qca → E térmica
Reacción exotérmica; E productos <E reactivos
40
Q

ΔE = q + w

A

ΔE: cambio en la energía interna del sistema
q: intercambio de calor entre el sistema y su entorno.
W: trabajo realizado sobre (o por) el sistema

41
Q

Notas sobre trabajo (w) e intercambio de calor entre el sistema y el entorno (q):

A
  • No son propiedades de estado
  • Son cantidades que dependen de la trayectoria
  • Un sistema no contiene energía en forma de w o q.
  • La energía contenida en un sistema es la energía interna
  • Son los medios que utiliza un sistema para intercambiar energía con sus alrededores
  • Existen solamente durante una transformación termodinámica
42
Q

Una muestra de nitrógeno gaseoso se expande de un volumen de 1,6 L a 5,4 L a temperatura constante. Cuál es el trabajo realizado en joules, si el gas se expande (a) contra el vacío y (b) contra una presión constante de 3.7 atm?
w = -P ΔV
1Lxatm = 101.3 J

A 
(a) 
ΔV = 5.4 L – 1.6 L = 3.8 L 
P = 0 atm
W = -0 atm x 3.8 L = 0 Lxatm = 0 joules
(b) 
ΔV = 5.4 L – 1.6 L = 3.8 L 
P = 3.7 atm
w = -3.7 atm x 3.8 L = -14.1 L•atm
w = -14.1 Lxatm x (101.3 J / 1Lxatm) = -1430 J
43
Q

Como se expresa ΔE = q + w en un proceso a presión constante:

A 
ΔE = qsubp – PΔV
qsubp = ΔE + PΔV
qsubp = ΔH (entalpía)
ΔE = ΔH – PΔV
ΔH = ΔE + PΔV
44
Q

Entalpía (H)

A

Cuantifica el flujo de calor hacia o desde un sistema en un proceso que ocurre a presión constante.
ΔH = H (products) – H (reactants)

45
Q

Ecuaciones termodinámicas

A

•  El coeficiente estequiométrico siempre se refiere al # de moles de una sustancia.
H2O(s) → H2O(l) ΔH = 6.01 kJ
•  Si se invierte la reacción, el signo de ΔH cambia
H2O(l)→ H2O(s) ΔH = -6.01 kJ
•  Si se multiplican ambos lados de la ecuación por un factor n, entonces ΔH debe cambiar por el mismo factor n.
2H2O(s) → 2H2O(l) ΔH = 2x6.01 = 12.0 kJ
•  El estado físico de todos los reactivos y productos deben ser especificados

46
Q

Calorimetría

A

Medición de los cambios de calor de los procesos.

47
Q

De la ecuación termoquímica:
2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g) ΔH = -198,2 kJ/mol
Calcule el calor emitido cuando 87,9 g de SO2 se convierten en SO3.

A

87,9 g SO2 x (1 mol SO2/64,07 g SO2) x (-198,2 kJ/2 mol SO2) = -136 kJ

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