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  • Tipos de reacciones qumicas

    48

  • 49

    Reacciones sntesis o de unin directa.

    En estas reacciones hay siempre menos productos que reactantes.

    Reacciones entre

    elementos

    CaO(s) + H2O(l) Ca(OH)2(s)

    Tambin se la conoce como

    reacciones de combinacin

    2Mg(s) + O2(g) 2 MgO(s)

    Reacciones entre

    compuestos

    C(s) + O2(g) CO2(g)

    N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) MgO(s) + H2O(l) Mg(OH)2(s)

    Tipos de reacciones qumicas

  • 50

    CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g)

    2KClO3 2KCl + 3O2

    PbCO3 (s) PbO (s) + CO2 (g)

    Tipos de reacciones qumicas

    Reacciones sntesis de descomposicin.

    En estas reacciones hay siempre ms productos que reactantes.

  • 51

    Zn (s) + 2HCl (ac) ZnCl2 (ac)+ H2 (g)

    Tipos de reacciones qumicas

    Reacciones de desplazamiento.

  • 52

    Se dan generalmente entre compuestos inicos e involucran el intercambio de

    aniones y cationes, producindose un producto que precipita

    AgNO3(ac) + NaCl (ac) AgCl(s) + NaNO3 (ac)

    Se intercambian

    Se intercambian

    Precipita, ya que

    es una sal muy

    poco soluble en

    agua

    Ejemplo:.

    . .

    Tambin se llaman

    reacciones de precipitacin

    Tipos de reacciones qumicas

    Reacciones de mettesis (intercambio).

  • En stas siempre interviene el oxgeno como reactivo para dar, generalmente, los

    productos CO2 y H2O.

    Otro ejemplo tpico es: C3H8 (g) + 5O2 (g) 3CO2 (g) + 4H2O (l)

    2C2H6 + 7 O2 4 CO2 + 6 H2O

    Tipos de reacciones qumicas

    Reacciones de combustin.

  • Observe que la masa total de los reactivos (4.0 g + 32.0 g) es igual a la masa total de los productos (36.0 g).

    ESTEQUIOMETRA

    54

  • ESTEQUIOMETRA

    55

  • ESTEQUIOMETRA

    56

  • ESTEQUIOMETRA

    57

  • ESTEQUIOMETRA

    2 H2(g) + 02(g) 2 H20 (l )

    58

  • Ecuacin qumica: 2 H2 (g) + 1 O2 (g) 2 H2O (l)

    Lectura: en el sistema cerrado, reactor, 2 moles de hidrgeno gaseoso

    reaccionan con 1 mol de oxgeno gaseoso, para formar dos moles de agua

    lquida.

    Aplicacin estequiometria: Cuntos moles de agua se forman cuando

    reaccionan 0,3 moles de H2 con 0,15 moles de O2?

    Moles de H2O = 0,3 mol H2 X 2 mol H2O = 0,3 mol H2O2 mol H2

    Moles de H2O = 0,15 mol O2 X 2 mol H2O = 0,3 mol H2O1 mol O2

    Esto significa que se forman 0,3 mol de agua

    ESTEQUIOMETRA

    59

  • Ejemplo Considere la combustin de butano (C4H10 ), el combustible que se encuentra en los encendedores:

    2 C4H10(l ) + 13 O2(g) 8 C02(g) + 10 H2O (g)

    60

    Calculemos la masa de CO2 producida cuando se quema 1.00 g de C4H10

  • Ejemplo Calcular la cantidad de O2 consumida, podemos nuevamente basamos

    en los coeficientes de la ecuacin balanceada para obtener el factor

    estequiomtrico adecuado:

    2 C4H10(l) + 13 O2(g) 8 C02(g) + 10 H2O (g)

    61

  • Procedimiento para calcular cantidades de reactivos o productos en una reaccin.

    Es posible calcular el nmero de gramos de un reactivo consumido o de un producto

    formado en una reaccin, comenzando con el nmero de gramos de uno de los

    reactivos o productos. Observe cmo se utilizan las masas molares y los coeficientes

    de la ecuacin balanceada

    62

  • Ejercicios

    1) Cuantos gramos de agua se producen en la oxidacin de 1.00 g de glucosa C6H12 O6 ?

    C6H12 O6 (s) + O2(g) C02(g) + H2O (g)

    2) La descomposicin de KCIO3 se utiliza en general para preparar pequeas cantidades de

    02 en el laboratorio a partir de la siguiente reaccin :

    KCl03(s) KCl(s) + 02(g)

    Cuantos gramos de O2 pueden prepararse a partir de 450 g de KCIO3?

    3) El hidrxido de litio solido se utiliza en vehculos espaciales para eliminar el dixido de

    carbono exhalado por los astronautas. El hidrxido de litio reacciona con el dixido de

    carbono gaseoso para formar carbonato de litio solido y agua liquida. Cuantos gramos de

    dixido de carbono puede absorber 1.00 g de hidrxido de litio?

    4) El propano, C3H8, es un combustible comn utilizado para cocinar y en calefaccin. Qu masa de 02 se consume en la combustin de 1.00 g de propano? 63

  • 64

  • Reactivo Limitante

    Una reaccin qumica se detiene cuando se consume totalmente

    cualquiera de sus reactivos. El reactivo que se consume por completo en

    una reaccin se conoce como reactivo limitante.

    Por lo tanto, la cantidad de producto que se forme depende de la

    cantidad de reactivo limitante.

    El reactivo que sobra se llama reactivo excedente.

    Algunos ejemplos sencillos;

    65

  • Reactivo Limitante

    66

  • Reactivo Limitante

    Una situacin anloga ocurre en las reacciones qumicas;

    Por ej; suponga que tenemos una mezcla de 10 moles de H2 y 7 moles de O2

    que rx para formar H2O2 H2(g) + 02(g) 2 H20 (l )

    Como tenamos disponibles 7 moles de O2 al inicio de la Rx, 7 moles de O2 - 5

    moles de O2 = 2 moles de O2 todava estarn presentes cuando se consuma

    todo el H2.

    67

  • Debido a que el H2 se consumi completamente, es el reactivo limitante. Como hay un exceso estequiomtrico de O2,

    queda algo al final de la Rx. La cantidad de H2O producida se relaciona directamente con la cantidad de H2 consumido.

    Reactivo Limitante

    consumido

    68

  • El proceso comercial mas importante para convertir el N2 del aire encompuestos que contengan nitrgeno se basa en siguiente reaccin:

    Cuantos moles de NH3 pueden formarse a partir de 3,0 moles de N2y 6,0 moles de H2?

    Ejemplo

    H2 + N2 NH3

    Anlisis: Si suponemos que un reactivo se consumi totalmente, podemos calcular cuanto del

    segundo reactivo se necesita en la Rx.

    N2 H26 2

    Ahora utilizamos la cantidad de Reactivo limitante, para calcular la cantidad de amoniaco

    producido.

    El proceso comercial mas importante para convertir el N2 del aire encompuestos que contengan nitrgeno se basa en siguiente reaccin:

    Cuantos moles de NH3 pueden formarse a partir de 3,0 moles de N2y 6,0 moles de H2?

    H2 + N2 NH3

    69

  • Ejemplo Esta tabla resume el ejemplo;

    70

  • Ejercicios:

    1) Considere la reaccin.

    Se permite que reaccione una mezcla de 1.50 moles de Al y 3.00 moles de Cl2. (a) Cul es el

    reactivo limitante? (b) cuantos moles de AlCl3 se forman? (c) Cuantos moles de reactivo en

    exceso permanecen al final de la reaccin?

    2) Considere la siguiente reaccin que ocurre en una celda de combustible:

    Esta reaccin produce agua y energa en forma de electricidad. Suponga que una celda de

    combustible se instala con 150 g de hidrogeno gaseoso y 1500 g de oxigeno gaseoso.

    cuantos gramos de agua puede formarse?

    3) Se preparan 2,30 g de glucosa y 2,30 g de O2. Cunta C6H12O6 y cunto O2 se espera que

    reaccionen? cul es el reactivo limitante?

    Al + Cl2 AlCl3

    H2 + O2 H2O

    71

  • 72

    Es la cantidad mxima de un determinado producto que puede obtenerse en

    una reaccin qumica

    Rendimiento

    Terico Experimental

    Calculado, partir de la ecuacin qumica y

    de las masas de reactivos usadas .

    Determinado en la practica, al final de la

    reaccin

    Se expresa en trminos porcentuales

    % Rendimiento =Rendimiento experimental

    Rendimiento Terico

    x 100 %

    Rendimiento porcentual

    Rendimiento terico Rendimiento experimental>

  • 73

    En la parte b) de el ejemplo anterior result que el reactivo limitante es el NH3 y de acuerdo a la ecuacin

    2NH3 (g) + CO2 (g) (NH2)2CO (ac) + H2O (l)

    Los 37,42 moles de NH3 (correspondiente al los 637,2 g que se tenan) produciran los

    siguientes gramos de urea:

    37,42 mol NH31mol urea

    2 mol NH3x

    60 g urea

    1mol ureax

    Rendimiento terico

    Si en la prctica se formaron 840 g de urea

    % Rendimiento = ( 840 g /1197,44)x 100 % = 70 %

    = 1197,44 g urea

    g urea =

    Rendimiento experimental

    Ejemplo.