mapa 9 Hildeberto Perez del Angel

mapa 8 Hildeberto Perez del Angel

mapa 7 Hildeberto Perez del Angel

mapa 6 Hildeberto Perez del Angel

mapa 5 Hildeberto Perez del Angel

mapa 4 Hildeberto Perez del Angel

mapa 3 Hildeberto Perez del Angel

mapa 2 Hildeberto Perez del Angel

mapa 1 hildeberto perez del angel

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MAPA CONCEPTUAL N°9 UNIDAD 4 DE NESTOR LWILLI LEDEZMA GARCIA

PRÁCTICA 4

Práctica 4

Pólvora

Materiales:

- Carbón

                                  - Azufre

- Nitrato de potasio

- Cerillos

- Moledor

Mezclamos el carbón, el azufre y el nitrato de potasio, los molemos bien hasta que estén bien mezclados. Luego el polvo obtenido de los materiales lo encendemos con un fósforo provocando la excitación de las sustancias obteniendo la pólvora y el fuego.

PRÁCTICA 3

Práctica 3

Materiales:

-       Agua destilada

-       Solución saturada de azúcar

-       Solución saturada de sal

-       Acetona

-       Solución de NaOH

-       Solución de Cu (NO₃)₂

-       Alcohol

-       Solución de NH₄OH

-       Solución de HCI

-       Foco

-       Tubo de ensayo

-       Pinzas

-       Vaso

-       Mechero

¿Qué observo?

Bueno pues fue que al agregar agua destilada al tubo de ensayo para poder prender el foco no funciono para poder prenderlo.

Con la solución saturada de sal común si prende el foco.

Solución saturada de azúcar no conduce energía.

Con la acetona no conduce.

Solución de NaOH si conduce energía.

Solución de Cu (NO₃)₂ si conduce energía.

El alcohol no conduce energía.

Solución de NH₄OH conduce con un poco carga.

Solución de HCl si conduce.

                               

       Materiales:

-       Sulfato ferroso (color amarillo)

-       KCNS 5%

Al mezclar estas 2 sustancias en una probeta cambia de color anaranjado

       Con el Nitrato de plata se echa 1 ml en un vasito y se echa 1 ml de cloruro de sodio y se forma un precipitado y agrega 1 ml de agua destilada y hidróxido de amonio, se echa poco a poco y vuelve a su disolver el precipitado.

PRÁCTICA 2

Y EN RESUMEN EL MEJOR CONDUCTOR DE LOS ELEMENTOS ES EL COBRE.

PRÁCTICA 1

Práctica 1

Efecto fotoeléctrico

Materiales:

5g sulfato cúprico

5g cloruro de estroncio

5g bromuro de potasio

1 mechero bonsen

1 alcohol

1 asa de platino o de nicromo

El efecto fotoeléctrico fue lo que provoca la luz cuando los materiales los expusimos al fuego se excitaron provocando la luz (diferentes colores) dependiendo de los químicos que experimentamos

El sulfato cúprico al ponerlo al fuego su color fue verde.

El cloruro de estroncio fue de color rojo.

Y por ultimo al poner el bromuro de potasio el color fue entre morado y rosa.

MAPA CONCEPTUAL N°4 UNIDAD 2 DE VICTOR HERNANDEZ TRINIDAD

MAPA CONCEPTUAL N°3 UNIDAD 1 DE VICTOR HERNANDEZ TRINIDAD

MAPA CONCEPTUAL N°9 UNIDAD 4 DE ENRIQUE VITALES PEREZ

MAPA CONCEPTUAL N°9 UNIDAD 4 DE VICTOR HERNANDEZ TRINIDAD

MAPA CONCEPTUAL N°8 UNIDAD 4 DE VICTOR HERNANDEZ TRINIDAD

MAPA CONCEPTUAL N°7 UNIDAD UNIDAD 3 DE VICTOR HERNANDEZ TRINIDAD

MAPA CONCEPTUAL N°6 UNIDAD 3 DE VICTOR HERNADEZ TRINIDAD

MAPA CONCEPTUAL N°5 UNIDAD 2 DE VICTOR HERNANDEZ T.

MAPA CONCEPTUAL N°8 UNIDAD 4 DE ENRIQUE VITALES PEREZ

MAPA CONCEPTUAL N°7 UNIDAD 3 DE ENRIQUE VITALES PEREZ

MAPA CONCEPTUAL N°6 UNIDAD 3 DE ENRIQUE VITALES PEREZ

MAPA CONCEPTUAL N°8 UNIDAD 4 DE NESTOR LWILLI LEDEZMA

MAPA CONCEPTUAL N°9 UNIDAD 4 DE REACCIONES QUIMICAS DE MIRIAM LIZBETH VALDES ALPIRES

RESUMEN 9 COMPLETO UNIDAD 4 REACCIONES QUIMICAS

4.7.1 REACCIÓN ÓXIDO REDUCCIÓN EN ELECTROQUÍMICA
Las reacciones de reducción-oxidación son las reacciones de transferencia de electrones. Esta transferencia se produce entre un conjunto de elementos químicos, uno oxidante y uno reductor (una forma reducida y una forma oxidada respectivamente). En dichas reacciones la energía liberada de una reacción espontánea se convierte en electricidad o bien se puede aprovechar para inducir una reacción química no espontánea.
Prácticamente todos los procesos que proporcionan energía para calentar cosas, dar potencia a los vehículos y permiten que las personas trabajen y jueguen dependen de reacciones de óxido-reducción. Cada vez que se enciende un automóvil o una calculadora, se mira un reloj digital o se escucha radio en la playa, se depende de una reacción de óxido-reducción que da potencia a las baterías que usan estos dispositivos.

REACCIONES DE ÓXIDO-REDUCCIÓN

Veamos la siguiente reacción: el cloruro de sodio se forma al reaccionar sodio elemental con cloro.
2NaCl(s) ®2Na(s) + Cl2(g)
Como el sodio y el cloro elementales contienen átomos neutros y se sabe que el cloruro de sodio contiene iones Na+ y Cl- , en esta reacción debe efectuarse una transferencia de electrones de los átomos de sodio a los de cloro.

Las reacciones de este tipo en las cuales se transfieren uno o más electrones se llaman reacciones de óxido-reducción o “reacciones redox”.

La oxidación se define como pérdida de electrones y la reducción es la ganancia de electrones.

Al reaccionar el cloro y el sodio elementales, cada átomo de sodio pierde un electrón y forma un ion 1+; por tanto, se dice que el sodio se oxida. Cada átomo de cloro gana un electrón y forma un ion cloruro negativo, y por tanto se reduce. Siempre que un metal reacciona con un no metal para formar un compuesto iónico se transfieren electrones del metal al no metal; en consecuencia, estas reacciones siempre son de óxido-reducción y el metal se oxida (pierde electrones) y el no metal se reduce (gana electrones).

4.7.2 Fuerza electromotriz fem en una celda electroquímica

Se denomina fuerza electromotriz (FEM) a la energía proveniente de cualquier fuente, medio o dispositivo que suministre corriente eléctrica. Para ello se necesita la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos o polos (uno negativo y el otro positivo) de dicha fuente, que sea capaz de bombear o impulsar las cargas eléctricas a través de un circuito cerrado. 

A. Circuito eléctrico abierto (sin carga o resistencia) Por tanto, no se establece la circulación de la corriente eléctrica desde la fuente de FEM (La batería en este caso). 

B. Circuito eléctrico cerrado, con una carga o resistencia

que emplean como electrodos placas de plomo y como electrolito ácido sulfúrico mezclado con agua destilada. 

Máquinas electromagnéticas. Generan energía eléctrica utilizando medios magnéticos y mecánicos, Es el caso de las dinamos y generadores pequeños utilizados en vehículos automotores, plantas eléctricas portátiles y otros usos diversos, así como los de gran tamaño empleados en las centrales hidráulicas, térmicas y atómicas, que suministran energía eléctrica a industrias y ciudades. 

¿QUÉ ES LA FEM? 

Celdas fotovultaicas o fotoeléctricas. Llamadas también 

celdas solares, transforman en energía eléctrica la luz - natural del Sol o la de una fuente de luz artificial que incida sobre éstas. Su principal componente es el silicio (Si). Uno de los empleos más generalizados en todo el mundo de las celdas voltaicas es en el encendido automático de las luces del alumbrado público en las ciudades. 

También se utilizan en el suministro de pequeñas cantidades de energía eléctrica para satisfacer diferentes necesidades en zonas apartadas hasta donde no legan las redes del tendido de las grandes plantas generadoras. Las celdas fotovoltaicas se emplean también como fuente principal de abastecimiento de energía eléctrica en los satélites y módulos espaciales. Las hay desde el tamaño de una moneda hasta las del tamaño aproximado acoplada, a través de la cual se establece la circulación de un flujo de corriente eléctrica desde el polo negativo hacia el polo positivo de la fuente de FEM o batería. 

Existen diferentes dispositivos capaces de suministrar energía eléctrica entre los que podemos citar: 

Pilas o Baterías. Son las fuentes de FEM más conocidas del gran público. Generan energía eléctrica por medios químicos. Las más comunes y corrientes son las de carbón -zinc y las alcalinas, que cuando se agotan no admiten recarga. Las hay también de níquel- cadmio (Ni Cd), de níquel e hidruro metálico (Ni-MH) y de ión de litio (Li-ion), recargables. En los automóviles se utilizan baterías de plomo-ácido, de un plato. 

Para obtener una tensión o voltaje más alto que el que proporciona una sola celda, se unen varias para formar un panel. 

Termopares. Se componen de dos alambres de diferentes metales unidos por uno de sus extremos. Cuando reciben calor en el punto donde se unen los dos alambres, se genera una pequeña tensión o voltaje en sus dos extremos libres.

4.7.3. Calculo Fem Y Potenciales De Oxido Reducción

Una de las celdas galvánicas más conocidas es la llamada celda Daniell. Consta de dos semiceldas separadas por un vidrio poroso o puente salino. En una de ellas se coloca un electrodo de cobre y una solución 1 molar de sulfato de cobre, mientras que en la otra se coloca un electrodo de zinc en una solución 1 molar de sulfato de zinc. Al unir los electrodos mediante un medidor potencial, se determina que la celda genera un potencial máximo de 1.1 volts, denominado fuerza electromotriz (Fem).

Este valor puede ser calculado con base en las reacciones químicas que tienen lugar en la celda y el potencial estándar asociado a estas reacciones. En este caso, los pares son Cu2+/Cu0 y Zn2+/Zn0.

Un potencial más positivo indica una mayor tendencia de las especies a ganar electrones, esto es, a reducirse. En cambio, a medida que un potencial es más negativo (o menos positivo) se tiene una mayor tendencia a la oxidación, o sea a la pérdida de electrones. De acuerdo a lo anterior, se puede afirmar que las reacciones en la celda Daniell serán:

Cu2+ + 2e- Cu0

Zn0 - 2e- Zn2+

La fem de una celda se calcula mediante la relación: fem = Potencial más positivo — Potencial más negativo, sin cambiar nunca los valores reportados en la tabla a menos que las condiciones de concentración, presión o temperatura sean diferentes a las estándar.

Potencial de oxidación-reducción. El término potencial de oxidación-reducción, o potencial redox, se refiere al potencial que se establece entre un electrodo inerte, por ejemplo, de platino o de oro, y una disolución de las formas oxidada y reducida de un ion.

La oxidación consiste en una pérdida de electrones, y la reducción en una ganancia de electrones.

4.7.4 Electro deposito (calculo de electro deposito). 
La galvanoplastia es un proceso mediante el cual se recubre un objeto con un metal, gracias al paso de una corriente eléctrica por una celda electroquímica. Es un depósito de una capa metálica sobre un material no metálico. 
La galnostegia es un depósito de una capa metálica sobre un metal 
Los objetivos de este depósito es el de protección y decoración. 

Un electro depósito se puede obtener bajo las siguientes características: 
1.- uniformidad de depósito 
2.- brillo 
3.- dureza 
4.- rugosidad 
5.- adherencia 
6.- no adherencia 
7.- quemado 

Para un buen depósito electrolítico es importante la limpieza. Las sustancias a eliminar son: 
1.- óxidos y productos de corrosión 
2.- sustancias orgánicas (grasas y aceites9. 
3.- astillas metálicas 

EJEMPLO:
Electro deposito de aleaciones amorfas.
La presente invención

se refiere a un proceso de electro depósito para depositar un recubrimiento metálico amorfo que contiene boro en un cátodo que comprende las etapas de: preparar un baño de electro depósito, consistiendo el baño esencialmente de: una fuente de boro seleccionada del grupo que consiste de ácido boro fosfórico, dimetil aminaborano y dietil aminaborano, una sal de amonio de un ácido, seleccionada del grupo que consiste de un ácido hidroxicarboxílico y un ácido amino, y una fuente de especies metálicas que se codepositarán con el boro, teniendo el baño un ph desde aproximadamente 7 hasta aproximadamente 10; y electro depositar una capa metálica amorfa del baño en el cátodo, llevándose a cabo dicha etapa de electro depósito a una tensión mayor que la sobretensión del hidrógeno del baño y una densidad de corriente mayor de aproximadamente 20 mili amperes por centímetro cuadrado.

4.7.5 Aplicaciones de electroquímica en electrónica

La electroquímica, rama de la química que estudia las interrelaciones entre los procesos químicos y los procesos eléctricos. El flujo de electrones desde un punto a otro se llama corriente eléctrica. Cuando la concentración de electrones se iguala en ambos puntos, cesa la corriente eléctrica. El material por el cual fluyen los electrones se denomina conductor.
Los conductores pueden ser de dos tipos: conductores electrónicos o metálicos, y los conductores electrolíticos. La conducción tiene lugar por la migración directa de los electrones a través del conductor bajo la influencia de un potencial aplicado. 
El punto principal de el presente trabajo, será la electroquímica, las aplicaciones que esta posee, cuales son sus unidades fundamentales. 

Objetivo
Los procesos químicos son de una relativa importancia tanto a nivel industrial como a nivel ecológico y natural. 
Con el desarrollo de el trabajo presentado pudimos conocer un poco mas sobre la electroquímica y su funcionamiento, también la aplicación que esta tiene a nivel industrial y comercial. También sobre los puntos relacionados con la electroquímica.
Se hablo también sobre la electrolisis, los procesos de oxido - reducción y su importancia a nivel industrial. 
1. Demostrar que las reacciones químicas producen energía y que esta energía es electricidad.
2. Que estas reacciones químicas son reacciones de oxidación y otras de reducción.
3. Demostrar con sencillo ejemplo la fabricación de una batería casera.
4. Otras fuentes que desarrollan energía.

Aplicaciones de electroquímica en la electrónica

Las baterías o pilas como comúnmente se les conoce, tiene más de 200 años de existencia, desde su primer modelo primitivo hasta lo modernos productos que existen en la actualidad, como pilas alcalinas, pilas recargables, etc.
Las baterías no han perdido vigencia tecnológica por el contrario, cada día se perfecciona, ya en la actualidad se habla de sistemas híbridos, de motores de combustión con sistemas de baterías, que pronto serán una realidad en nuestras calles.
Este experimento tiene como propósito ilustrar o sencillo que es una batería, una simple reacción química que produce energía. Pero a su vez dar luces que si la crisis energética se agudiza, pronto deberemos buscar fuentes de energía alternas para no depender del combustible fósil (petróleo)
Una batería es un dispositivo electroquímico el cual almacena energía en forma química. Cuando se conecta a un circuito eléctrico, la energía química se transforma en energía eléctrica. Todas las baterías son similares en su construcción y están compuestas por un número de celdas electroquímicas. Cada una de estas celdas está compuesta de un electrodo positivo y otro negativo además de un separador. Cuando la batería se está descargando un cambio electroquímico se está produciendo entre los diferentes materiales en los dos electrodos.   Los electrones son transportados entre el electrodo positivo y negativo vía un circuito externo (bombillas, motores de arranque etc.

4.8.6. Nano química propiedades fisicoquímicas no convencionales de polímeros Catenanos y Rotaxanos

Un campo de investigación reciente y muy interesante es el de las máquinas moleculares. Inspirándose en la mecánica biológica, muchos han buscado formar sistemas moleculares en movimiento para generar trabajo que promete tener muchas aplicaciones. De interés especial para estos propósitos son un tipo de moléculas llamadas Catenanos y Rotaxanos. Los Catenanos son estructuras formadas por la interconexión de dos o más macrociclos para formar una especie de cadena, con cada macrociclos tomando el papel de un eslabón. Los Rotaxanos son estructuras con una molécula en forma de mancuerna rodeada en el centro por un macrociclos

Los primeros Catenanos y Rotaxanos fueron sintetizados en la década de 1960, pero no fue sino hasta hace unos años que se empezaron a considerar estas estructuras como posibles fuentes de una aplicación importante. Al principio, la síntesis de este tipo de estructuras era muy difícil ya que se utilizaban únicamente fuerzas intermoleculares e interacciones ácido-base para dirigir la reacción. Sin embargo, en la actualidad ya no existen ese tipo de impedimentos ya que se han diseñado métodos de síntesis que incorporan metales de transición para dirigir la reacción. Uno de los metales más empleados para esto es el cobre en estado de oxidación (I). Las estrategias más comunes consisten en formar un complejo con fragmentos coordinantes acíclicos para luego cerrar los fragmentos mediante una reacción de sustitución u otro tipo de reacción. El centro metálico puede ser removido posteriormente formando una sal insoluble con otro ligante para obtener el catenano libre. La idea de producir motores moleculares con este tipo de estructuras proviene del estudio del mecanismo de la contracción muscular. En las células musculares existen arreglos en forma de fibras, con un filamento de miosina rodeado de filamentos de actina. El movimiento ocurre por deslizamiento de los filamentos impulsado por la hidrólisis del ATP. Haciendo una analogía con esta función biológica, se han preparado estructuras moleculares que presenten este tipo de movimiento. Uno de los sistemas más prometedores son los polipirroles que permiten doblar un polímero sólido en una dirección u otra dependiendo de la corriente eléctrica aplicada. Los rotoxanos se basan en el mecanismo de los sarcómeros del músculo, y el ciclo central no permite que la cadena en forma de mancuerna se deslice completamente fuera del sistema. Sin embargo un método químico interesante consiste en el intercambio de centros metálicos en un catenano. Para esto es importante que los ciclos tengan varios átomos donadores. Es posible intercambiar un ion metálico con un número de coordinación por otro con mayor número de coordinación (por ejemplo Cu(I) y Zn(II)). Esto produce un movimiento de estiramiento y contracción.

MAPA CONCEPTUAL N°8 DE UNIDAD 4 REACCIONES QUIMICAS DE MIRIAM LIZBETH VALDES ALPIRES

RESUMEN 8 COMPLETO UNIDAD 4 DE REACCIONES QUIMICAS

4.1 Combinación de reacciones químicas

Una reacción química consiste en el cambio de una o más sustancias en otra(s).  Los reactantes son las sustancias involucradas al inicio de la reacción y los productos son las sustancias que resultan de la transformación.  En una ecuación química que describe una reacción, los reactantes, representados por sus fórmulas o símbolos, se ubican a la izquierda de una flecha; y posterior a la flecha,  se escriben los productos, igualmente simbolizados. En una ecuación se puede indicar los estados físicos de las sustancias involucradas de la manera siguiente: (s) para sólido, (l) para líquido, (g) para gaseoso y (ac) para soluciones acuosas.  Los catalizadores, temperaturas o condiciones especiales deben especificarse encima de la flecha.

Tipos de Reacciones Químicas

Las reacciones químicas pueden clasificarse de manera sencilla en cinco grandes grupos.  Existen otras clasificaciones, pero para predicción de los productos de una reacción, esta clasificación es la más útil.

Reacciones de Síntesis o Composición

En estas reacciones, dos o más elementos o compuestos se combinan, resultando en un solo producto.

Síntesis Química: la combinación de dos o más sustancias para formar un solo compuesto.

A +   B à C

(Donde A y B pueden ser elementos o compuestos)

Ejemplo: Escriba la reacción de síntesis entre el aluminio y el oxígeno.

Solución: Dos elementos se combinarán para formar el compuesto binario correspondiente.  En este caso, el aluminio y el oxígeno formarán el óxido de aluminio.  La ecuación que representa la reacción es la siguiente:

4 Al (s) +  3 O2 (g) à  2 Al2O3 (s)

Nota: Es importante recordar los elementos que son diatómicos, los cuales se escriben con un subíndice de 2 cuando no se encuentran combinados y participan en una reacción.  Estos son el hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, flúor, cloro, bromo y el  yodo.

Reacciones de Descomposición o Análisis

Estas reacciones son inversas a la síntesis y son aquellas en la cuales se forman dos o más productos a partir de un solo reactante, usualmente con la ayuda del calor o la electricidad.

Descomposición Química: la formación de dos o más sustancias a partir de un solo compuesto.

A à  B + C

(Donde B y C pueden ser elementos o compuestos)

Ejemplo: Escriba la ecuación que representa la descomposición del óxido de mercurio (II).

Solución: Un compuesto binario se descompone en los elementos que lo conforman.  En este caso, el óxido de mercurio (II) se descompone para formar los elementos mercurio y oxígeno. La ecuación que representa la reacción es la siguiente:

2 HgO (s) à  2 Hg (l)  + O2 (g)

Reacciones de Desplazamiento o Sustitución Sencilla

Estas reacciones son aquellas en las cuales un átomo toma el lugar de otro similar pero menos activo en un compuesto.  En general, los metales reemplazan metales (o al hidrógeno de un ácido) y los no metales reemplazan no metales.  La actividad de los metales es la siguiente, en orden de mayor actividad a menor actividad: Li, K, Na, Ba, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Cd, Ni, Sn, Pb, (H), Cu, Hg, Ag, Au.  El orden de actividad de los no metales mas comunes es el siguiente:  F, O, Cl, Br, I, siendo el flúor el más activo.

Desplazamiento Químico: un elemento reemplaza a otro similar y menos activo en un compuesto.

AB + C à  CB + A   ó   AB + C  à  AC + B

(Dónde C es un elemento más activo que un metal A o un no metal B)

Ejemplo: Escriba la reacción entre el magnesio y una solución de sulfato de cobre (II).

Solución:El magnesio es un metal más activo que el cobre y por tanto, lo reemplazará en el compuesto, formando sulfato de magnesio.  A la vez, el cobre queda en su estado libre como otro producto de la reacción.   La ecuación que representa la reacción es la siguiente:

Mg (s) +  CuSO4 (ac) à  MgSO4 (ac)  +  Cu (s)

Reacciones de Doble Desplazamiento o Intercambio

Estas reacciones son aquellas en las cuales el ión positivo (catión) de un compuesto se combina con el ión negativo (anión) del otro y viceversa, habiendo así un intercambio de átomos entre los reactantes.  En general, estas reacciones ocurren en solución, es decir, que al menos uno de los reactantes debe estar en solución acuosa.

Doble Desplazamiento Químico: los reactantes intercambian átomos – el catión de uno se combina con el anión del otro y viceversa.

AB + CD à  AD + CB

Solución: En esta reacción, la plata reemplaza al hidrógeno del ácido, formando cloruro de plata.  Al mismo tiempo, el hidrógeno reemplaza a la plata, formando ácido nítrico con el nitrato.  La ecuación que representa la reacción es la siguiente:

AgNO3 (ac) +  HCl (ac) à  HNO3 (ac)  +  AgCl (s)

Reacciones de Naturalización

Estas reacciones son de doble desplazamiento o intercambio.  Su particularidad es que  ocurren entre un ácido y una base y los productos de la reacción son agua y una sal formada por el catión de la base y el anión del ácido. Por ejemplo, la reacción entre el ácido sulfúrico y el hidróxido de sodio resulta en la formación de agua y sulfato de sodio.  La ecuación que representa esta reacción es la siguiente:  

H2SO4 (ac) +  2 NaOH (ac) à  2 H2O (l)  +  Na2SO4 (ac)

Reacciones de Combustión

Estas reacciones ocurren cuando un hidrocarburo orgánico (un compuesto que contiene carbono e hidrógeno) se combina con el oxígeno, formando agua y dióxido de carbono como productos de la reacción y liberando grandes cantidades de energía.  Las reacciones de combustión son esenciales para la vida, ya que la respiración celular es una de ellas.

Combustión: un hidrocarburo orgánico reacciona con el oxígeno para producir agua y dióxido de carbono.

hidrocarburo + O2 à  H2O + CO2

Ejemplo 1: Escriba la ecuación que representa la reacción de combustión de la glucosa, el azúcar sanguíneo (C₆H₁₂O₆).

Solución: En esta reacción, la glucosa es un hidrocarburo que reacciona con el oxígeno, resultando en los productos de la combustión – el agua y el dióxido de carbono. La ecuación que representa la reacción es la siguiente:

C₆H₁₂O₆  +  O₂  à  H₂O  +  CO₂

4.2 Descomposición de reacciones químicas

Reacciones de descomposición o análisis

En una reacción de descomposición, una sola sustancia se descompone o se rompe, produciendo dos o más sustancias distintas. A este tipo de reacciones se le puede considerar como el inverso de las reacciones de combinación. El material inicial debe ser un compuesto y los productos pueden ser elementos o compuestos. Generalmente se necesita calor para que ocurra la reacción. La forma general de estas ecuaciones es la siguiente:

         AB       A + B

Reacciones de Descomposición: Consiste en el desdoblamiento o división de una sustancia o molécula en otras substancias más simples, por efecto de un agente externo, como el calor, la electricidad, etc.:

1. 2H2O + (Calor) ---> 2H2 + O2

2. Mn2O3 + (Calor) --> Mn2 + O

3. H2S + (Calor) ---> H2 + S2

4. Al4 (SiO4)3 + (Calor) ---> SiO2 + Al2O3

5. Fe2 (SO4)3 + (Calor) ---> SO2 + Fe2O3

6. Sn (OH)4 + (Calor) ---> SnO4 - OH

7. H3BO3 + (Calor) ---> 3H + B2O3

8. H2O + (Electricidad) ---> H2 + O2

9. H4P2O7 + (Calor) --> P2O5 + 2H2O

10. CaCO3 + (Calor) ---> CO2 + CaO

4.3 Sustitución

Una reacción de sustitución es aquella donde un átomo o grupo en un compuesto químico es sustituido por otro átomo o grupo.

Reacciones de Síntesis: Llamadas también de composición, que consiste en la unión de dos o más elementos o sustancias para formar un nuevo compuesto, ejemplos.-

1. H2 (Hidrógeno) + Cl2(Cloro) ---> HCl (Ácido clorhídrico)

2. Zn (Zinc) + O(Oxigeno) ---> ZnO(oxido de zinc)

3. Li2O (Oxido de Litio) + H2O(agua) --> L2(OH) Hidróxido de Litio

4. CO2 (Anhídrido carbónico) + CaO(Oxido de Calcio) ---> CaCO3 (Carbonato de calcio)

5. Ca (calcio) + O2 (oxigeno) ---> CaO(Oxido de Calcio)

6. Fe2O3 + H2O --> HFeO2

7. Cl2O7 +H2O ---> HClO4

8. MnO3 + H2O ---> H2MnO4

9. Na2O + H2O ---> 2HNaO

10. N2 + O2 ---> Na2O5

Reacciones de Simple Sustitución: Llamadas también de desplazamiento o remplazo; consiste cuando un compuesto reacciona frente a un simple elemento, produciendo un intercambio atómico, ej:

1. 2HCl + Zn ---> ZnCl2 + H2

2. H2SO4 + Al ---> Al2 (SO4) + H2

3. Fe + Ag (NO3) ---> Ag2 + Fe(NO3)

4. HPO3 + Ca ---> CaPO3 + H

5. INi + K ---> KNi + I

Reacciones de Doble Sustitución: Son reacciones donde los átomos o iones hacen un intercambio de uno y otro compuesto según su afinidad positiva con una negativa, ejemplos:

1. H2CO3 + NaCl ---->Na2 CO3 + 2HCl

2. HClO3 + Na2S4 ---> Na2 (ClO3) + Na4S2

3. FeS + Ca (NiO3) ---> CaS + Fe (NiO3)3

4.4 Neutralización

Cuando reacciona un ácido con una base se produce una sal y agua. Esta reacción se denomina neutralización porque el ácido y la base dejan de serlo cuando reaccionan entre sí, pero no significa, necesariamente, que el pH de la disolución resultante sea neutro.

Ácido + Base   ð Sal + Agua

En una volumetría se miden volúmenes haciendo uso de material muy simple: bureta y pipeta. Al ser esta volumetría de neutralización o ácido-base lo que se hace es provocar una reacción ácido-base debiendo determinar el punto de equivalencia, es decir: en qué momento el número de equivalentes de ácido añadidos coinciden con el número de equivalentes de base. La determinación de este punto de equivalencia se realiza con un indicador ácido-base apropiado. El indicador elegido debe virar en un intervalo de pH en el que quede incluido el pH de la disolución obtenida cuando se alcanza el punto de equivalencia. El alumno puede calcular, de forma aproximada, el pH de la disolución de acetato de sodio obtenida y decidir qué indicador entre los disponibles en el laboratorio es el adecuado para tal determinación.

La acidez y la basicidad constituyen el conjunto de propiedades características de dos importantes grupos de sustancias químicas: los ácidos y las bases. Las ideas actuales sobre tales conceptos químicos consideran los ácidos como dadores de protones y las bases como aceptoras. Los procesos en los que interviene un ácido intervienen también su base conjugada, que es la sustancia que recibe el protón cedido por el ácido. Tales procesos se denominan reacciones ácido-base.

La acidez y la basicidad son dos formas contrapuestas de comportamiento de las sustancias químicas cuyo estudio atrajo siempre la atención de los químicos. En los albores mismos de la ciencia química, Boyle y Lavoisier estudiaron sistemáticamente el comportamiento de las sustancias agrupadas bajo los términos de ácido y álcali (base).

Por medio de las volumetrías de neutralización determinamos concentraciones de ácidos o de bases midiendo volúmenes equivalentes de bases o de ácidos de concentración conocida.

· Según las cantidades de sustancia (número de moles) relativas de estas sustancias y la estequiometria de la reacción se pueden dar tres situaciones:

a) exceso de ácido: reacciona toda la base con parte del ácido presente y queda un exceso de ácido sin reaccionar: la disolución final será ácida (pH < 7)

b) exceso de base: reacciona todo el ácido con parte de la base presente y queda un exceso de base sin reaccionar: la disolución final será básica (pH > 7)

c) proporción estequiometria de ácido y base: todo el ácido y toda la base presente reaccionan entre sí, no queda exceso de ninguno de ellos. La neutralización es completa. Se ha alcanzado el punto de equivalencia. El pH de la disolución final dependerá de la sal que se forme, ya que ésta podrá sufrir hidrólisis y por ello el pH en el punto de equivalencia puede ser distinto de siete. Será siete (neutra) si la  sal  formada proviene de ácido fuerte-base fuerte, como el NaCl.

4.5 Óxido-Reducción

Reacciones de óxido reducción o redox: Son aquellas reacciones en las cuales los átomos experimentan cambios del número de oxidación. En ellas hay transferencia de electrones y el proceso de oxidación y reducción se presentan simultáneamente, un átomo se oxida y otro se reduce. En estas reacciones la cantidad de electrones perdidos es igual a la cantidad de electrones ganados.

Número de oxidación o estado de oxidación: es el número que se asigna a cada tipo de átomo de un elemento, un compuesto o ión, y que representa el número de electrones que ha ganado, perdido o compartido. El número se establece de manera arbitraria, pero su asignación se basa en diferentes postulados.

Existen diferentes definiciones sobre oxidación y reducción:

Oxidación: es un incremento algebraico del número de oxidación y corresponde a la perdida de electrones. También se denomina oxidación la pérdida de hidrógeno o ganancia de oxígeno.

Reducción: es la disminución algebraica del número de oxidación y corresponde a la ganancia de electrones. Igualmente se define como la pérdida de oxígeno y ganancia de hidrógeno.

Para determinar cuando un elemento se oxida o se reduce puede utilizarse la siguiente regla práctica:

Si el elemento cambia su número de oxidación en este sentido  SE OXIDA 

-7  -6  -5  -4  -3  -2  -1  0  1  2  3  4  5  6  7

Si el elemento cambia su número de oxidación en este sentido  SE REDUCE.

Así si el Na⁰ pasa a Na⁺ perdió un electrón, lo que indica que se oxidó.
Si el Cl⁰ pasa a Cl^- ganó un electrón, lo que indica que se redujo.

Agentes oxidantes: son especies químicas que ganan electrones, se reducen y oxidan a otras sustancias.

Agentes reductores: son especies químicas que pierden electrones, se oxidan y reducen a otras sustancias.

4.6 Aplicaciones

Las Reacciones Químicas afectan la capa Terrestre. A consecuencia de ello, existen cambios químicos que alteran el uso de químicos que causan daños a la población y a la fauna.

La termoeléctrica es la principal contaminante, debido a que diario elimina una gran cantidad de humo contaminante para nuestro Ambiente y para nuestro Metabolismo. Una Reacción Química es un cambio químico en el cual dos o más sustancias se transforman en otras sustancias llamadas productos y nos afectan tanto Ambientalmente como Metabólicamente.

La termoeléctrica libera diferentes tipos de contaminantes como; Oxido de Azufre, Monóxido de Carbono y Oxido de Nitrógeno.

La termoeléctrica, libera una gran cantidad de agua caliente, que se libera hacia el mar después de enfriar las turbinas.

La reacción procede en la dirección que permite la disminución de la energía interna, mientras que el equilibrio es obtenido cuando la misma es minimizada, es decir que

Dg=0

Considerar la reacción entre agua y gas

 H 2Og + COg= H 2g + CO2

4.7 Cálculos estequiometricos con reacciones químicas

La fabricación de productos químicos es uno de los esfuerzos industriales más grandes del mundo. Las industrias químicas son la base de cualquier sociedad industrial. Dependemos de ellas respecto a productos que utilizamos a diario como gasolina y lubricantes de la industria del petróleo; alimentos y medicinas de la industria alimentaria; telas y ropa de las industrias textiles. Estas son sólo unos cuantos ejemplos pero casi todo lo que compramos diariamente se fabrica mediante algún proceso químico o al menos incluye el uso de productos químicos.

Por razones económicas los procesos químicos y la producción de sustancias químicas deben realizarse con el menor desperdicio posible, lo que se conoce como "optimización de procesos". Cuando se tiene una reacción química, el Químico se interesa en la cantidad de producto que puede formarse a partir de cantidades establecidas de reactivos. Esto también es importante en la mayoría de las aplicaciones de las reacciones, tanto en la investigación como en la industria.

En una reacción química siempre se conserva la masa, de ahí que una cantidad específica de reactivos al reaccionar, formará productos cuya masa será igual a la de los reactivos. Al químico le interesa entonces la relación que guardan entre sí las masas de los reactivos y los productos individualmente.

Los cálculos que comprenden estas relaciones de masa se conocen como cálculos estequiometricos.

 La estequiometria es el concepto usado para designar a la parte de la química que estudia las relaciones cuantitativas de las sustancias y sus reacciones. En su origen etimológico, se compone de dos raíces, estequio que se refiere a las partes o elementos de los compuestos y metría, que dice sobre la medida de las masas.

¿Cómo se realizan los cálculos estequiometricos?

·       ATG

·       MOLES

·       No. DE ÁTOMOS y No. DE MOLÉCULAS

·       VOLUMEN MOLAR

·       REACTIVOS O PRODUCTOS

·       REACTIVO LIMITANTE