PRACTICA REACCIONES QUIMICAS

Reacción Química. Y Ecuación Química.
Una reacción química (o cambio químico) es todo proceso químico en el que una o más
sustancias (reactivos o reactantes) sufren transformaciones químicas para convertirse en
otra u otras (productos). Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo
de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno
del aire con el hierro.
A la representación simbólica de las reacciones se les llama ecuaciones químicas.
Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las condiciones
bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudio cuidadoso se
comprueba que, aunque los productos pueden variar según cambien las condiciones,
determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reacción química. Estas
cantidades constantes, las magnitudes conservadas, incluyen el número de cada tipo de
átomo presente, la carga eléctrica y la masa total.
Los tipos de reacciones inorgánicas son: Ácido-base (Neutralización), Combustión,
Solubilización, Oxidoreducción y Precipitación.
Una ecuación química es una descripción simbólica de una reacción química. Muestra las
sustancias que reaccionan (reactivos o reactantes), las sustancias que se obtienen es el
producto y nos indican además las cantidades relativas de las sustancias que intervienen en
la reacción. Las ecuaciones químicas son el modo de representarlas.
Un caso general de ecuación quimica seria
Donde:


W, X, Y, Z, representan los simbolos quimicos de las moleculas 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:
Asi, se diría de la ecuación anterior:
1. Cuando "a" átomos (o moléculas) de W reaccionan con "b" átomos (o moléculas) de X
producen "c" átomos (o moléculas) de Y y "d" átomos (o moléculas) de Z.
2. Cuando "c" moles de atomos (o moleculas) de W reaccionan con "b" moles de atomos (o
moleculas) de X producen "a" moles de atomos (o moleculas) de Y y "d" moles de atomos
(o moleculas) de Z.
Reactivos y Productos de reacción.
Un reactivo es, en química, toda sustancia que interactuando con otro (también reactivo) en
una reacción química da lugar a otras sustancias de propiedades, características y
conformación distinta, denominadas productos de reacción o simplemente productos.
Por tratarse de compuestos químicos, los reactivos se pueden clasificar según muchas
variables: propiedades físico-químicas, reactividad en reacciones químicas, características
del uso del reactivo.
Sin embargo, por tratarse del concepto de reactivo la clasificación más adecuada en este
caso sería la de características de su uso, según la cual se clasifican en el uso al que están
destinados los reactivos. Esta clasificación viene dada en el envase del reactivo y depende
del tratamiento que se le haya dado, de su riqueza, de su pureza que determina el uso
químico que se le va a poder dar, teniendo en cuenta la precisión, exactitud y error absoluto
que se ha de tener en la operación química a realizar.
Así los reactivos se pueden clasificar en:




PB: Destinado a bioquímica.
PA: Destinados a aplicaciones analíticas
QP: Químicamente puro, destinado a uso general en laboratorio.
DC: Destinados a las aplicaciones del análisis clínico.
Que produce reacción. Substancia que se emplea en química para reconocer la naturaleza
de ciertos cuerpos por medio de la acción que produce sobre ellos (es casi lo mismo que
sustancia reactante).
Producto o productos de reacción, en una reacción química, es el conjunto de
substancias que se obtienen al combinar los reactivos. Es decir, es el material que se forma
como resultado de una reacción química. Se escribe en el lado derecho de una ecuación
química.
Fórmula molecular de una sustancia.
La fórmula molecular es la fórmula que expresa las proporciones correctas y el número
correcto de átomos que forman una molécula de una sustancia dada. La fórmula empírica
no necesariamente coincide con la fórmula molecular. Si no coinciden, la fórmula
molecular es un múltiplo de la fórmula empírica. Así, en el caso del benceno, la fórmula
molecular es igual a la fórmula empírica multiplicada por seis. Para determinar la fórmula
molecular hay que tener la fórmula empírica y el peso molecular.
Fórmula empírica de una sustancia.
Una fórmula es una pequeña lista de los elementos que forman una sustancia, con alguna
indicación del número de moles que dicho elemento está presente y, a veces, la relación que
tiene con otros elementos de la misma sustancia. Así, la fórmula del agua es H2O (los
subíndices 1 se omiten, quedan sobreentendidos) y la del benceno es C6H6. La fórmula
empírica es la fórmula más simple para un compuesto. Comúnmente, las fórmulas
empíricas son determinadas a partir de datos experimentales, de ahí su nombre fórmula
empírica. Por ejemplo, si observamos que dos moles de hidrógeno reaccionan
completamente con un mol de oxígeno para formar un mol de agua sin generar otro
producto, diríamos que la fórmula molecular del agua es H2O. Del mismo modo, si
observamos que al quemar benceno, siempre obtenemos números iguales de moles de CO2
y H2O podemos decir que parte de la fórmula empírica del benceno es CH. Midiendo
cuidadosamente el oxígeno consumido, veríamos que todo el oxígeno del CO2 y del H2O
proviene del aire por lo que la fórmula empírica del benceno es CH.
Estado de agregación de la materia.
La materia se nos presenta en muchas fases o estados, todos con propiedades y
características diferentes, y aunque los más conocidos y observables cotidianamente son
tres:
Fase Sólida, Fase Líquida, Fase Gaseosa;
Otros estados son observables en condiciones extremas de presión y temperatura.
En física y química se observa que, para cualquier cuerpo o estado material, modificando
las condiciones de temperatura y/o presión, pueden obtenerse distintos estados o fases de
agregación, denominados estados de agregación de la materia, relacionadas con las
fuerzas de unión de las partículas (moléculas, átomos o iones) que constituyen la materia.
Estado sólido
Manteniendo constante la presión, a baja temperatura, los cuerpos se presentan en forma
sólida y los átomos se encuentran entrelazados formando generalmente estructuras
cristalinas, lo que confiere al cuerpo la capacidad de soportar fuerzas sin deformación
aparente. Son, por tanto, agregados generalmente como duros y resistentes. En el sólido hay
que destacar que las Fuerzas de Atracción son mayores que las Fuerzas de Repulsión y que
la presencia de pequeños espacios intermoleculares caracterizan a los sólidos dando paso a
la intervención de las fuerzas de enlace que ubican a las celdillas en una forma geométrica.
El estado sólido presenta las siguientes características:




Forma y volumen definidos
Cohesión (atracción)
Vibración
Tienen forma definida o rígida





No pueden comprimirse
Resistentes a fragmentarse
Poseen volumen definido
No fluyen
Algunos de ellos se subliman (yodo)
Estado líquido
Si se incrementa la temperatura el sólido va "descomponiéndose" hasta desaparecer la
estructura cristalina, alcanzando el estado líquido. Característica principal: la capacidad de
fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene. En este caso, aún existe cierta
unión entre los átomos del cuerpo, aunque mucho menos intensa que en los sólidos. El
estado líquido presenta las siguientes características:







Cohesión menor (regular)
Movimiento energía cinética.
No poseen forma definida.
Toma la forma de la superficie o el recipiente que lo contiene.
En el frío se comprime, excepto el agua.
Posee fluidez a través de pequeños orificios.
Puede presentar difusión.
Estado gaseoso
Incrementando aún más la temperatura se alcanza el estado gaseoso. Los átomos o
moléculas del gas se encuentran virtualmente libres de modo que son capaces de
distribuirse por todo el espacio en el cual son contenidos. El estado gaseoso presenta las
siguientes características:




Cohesión mínima.
Sin forma definida.
Su volumen sólo existe en recipientes que lo contengan.
Pueden comprimirse fácilmente.
Plasma
La forma de experimentar el plasma en nuestras vidas es indirecta. El plasma es un gas
ionizado, o sea, los átomos que lo componen se han separado de algunos de sus electrones o
de todos ellos. De esta forma el plasma es un estado parecido al gas pero compuesto por
electrones, cationes (iones con carga positiva) y neutrones, todos ellos separados entre si y
libres, por ello es un excelente conductor. Un ejemplo muy claro es el Sol.
En la baja atmósfera, cualquier átomo que pierde un electrón (cuando es alcanzado por una
partícula cósmica rápida) lo recupera pronto o atrapa otro. Pero a altas temperaturas es muy
diferente. Cuanto más caliente está el gas, más rápido se mueven sus moléculas y átomos, y
a muy altas temperaturas las colisiones entre estos átomos, moviéndose muy rápido, son
suficientemente violentas para liberar los electrones. En la atmósfera solar, una gran parte
de los átomos están permanentemente «ionizados» por estas colisiones y el gas se comporta
como un plasma.
A diferencia de los gases fríos (el aire a temperatura ambiente), los plasmas conducen la
electricidad y son fuertemente influidos por los campos magnéticos. La lámpara
fluorescente, muy usada en el hogar y en el trabajo, contiene plasma (su componente
principal es vapor de mercurio) que calienta y agita la electricidad, mediante la línea de
fuerza a la que está conectada la lámpara. La línea, positivo eléctricamente un extremo y
negativo otro, causa que los iones positivos se aceleren hacia el extremo negativo, y que los
electrones negativos vayan hacia el extremo positivo. Las partículas aceleradas ganan
energía, colisionan con los átomos, expulsan electrones adicionales y mantienen el plasma,
aunque se recombinen partículas. Las colisiones también hacen que los átomos emitan luz y
esta forma de luz es más eficiente que las lámparas tradicionales. Los letreros de neón y las
luces urbanas funcionan por un principio similar y también se usa(ro)n en electrónica.
Rendimiento de Reacción
La cantidad de producto (rendimiento práctico), depende de la cantidad de reactivo
limitante al inicio de una reacción. El rendimiento teórico de una reacción es la cantidad
esperada en base a la ecuación balanceada cuando todo el reactivo limitante reacciona. Éste
es el máximo rendimiento posible.
En la práctica, el rendimiento obtenido es por lo general menor al teórico, ya que influyen
muchos factores. Algunos de ellos son la reversibilidad de algunas reacciones o la
formación de productos secundarios, que disminuyen el rendimiento. La proporción del
rendimiento práctico con respecto al teórico se descrie como:
% de rendimiento = rendimiento práctico
rendimiento teórico
*100
Rendimiento teórico es la cantidad de producto que debe obtenerse de acuerdo con la
ecuación química correspondiente, sin considerar reacciones secundarias o pérdidas por
otras causas. Este rendimiento es de 100%.
Lo que efectivamente se obtiene del producto es el rendimiento práctico. Y se calcula de la
siguiente manera: % Rendimiento Práctico = (100 X rend. Práctico en gramos) / rend.
teórico en gramos.
Reactivo Limitante, Reactivo en Exceso.
Por lo general, cuando se efectúa una reacción, los reactivos no se utilizan en proporciones
estequiométricamente correctas. Al reactivo que se consume primero se le llama reactivo
limitante y la cantidad máxima de producto formado depende de él, ya que al consumirse,
no se puede formar más producto. El reactivo que se encuentra en cantidades mayores a la
necesaria, se llama reactivo en exceso.
FLUJOGRAMA.
INICIO
1
2
Identifique el material que
está en su puesto de trabajo,
lávelo y enjuáguelo si lo
amerita. Los utensilios que
van a tener contacto con los
reactivos han de estar
totalmente limpios.
Lave
bien
un
matraz
erlermeyer, un tubo de ensayo6
y un tapón de goma.
A la solución anteriormente
preparada con el nitrato,
agréguele, con cuidado, 15 cc
de solución de NH4Cl 0,2 M.
Utilice
la
pipeta
más
adecuada. Observe y anote.
3
Tenga a su disposición
agua destilada ó en su
defecto agua mineral de
consumo humano.
Identifique bien un papel
de filtro y péselo, anote
ese valor lo más exacto
posible.
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4
Disuelva esa cantidad de
AgNO3 con 15 cc de agua
destilada
ó
mineral
medidos con una pipeta.
8
7
Deje que repose lo que resultó
del paso anterior por unos
minutos hasta que decante.
Con un gotero, agregue a la
mezcla anterior, gota a gota, otra
pequeña porción de la solución
de NH4Cl y observe que pasa,
entre gota y gota, con la mezcla.
Repita este procedimiento hasta
que ya no halla más turbidez.
Haga observaciones.
11
12
Luego de lavar el
precipitado, dentro del
embudo, saqueo con
cuidado de ese sitio.
Pese lo más exactamente
posible, en un vaso de
precipitado pequeño, la
cantidad de 0,5 gr de
AgNO3 .
Vierta, con cuidado, toda la
mezcla sobre el embudo con
el papel de filtro; no lo llene
más allá de las dos terceras
partes; si es necesario arrastre
hasta el embudo toda la
mezcla ayudándose con el
agitador de vidrio y con el
agua destilada de la piceta.
Finalmente también lave el
agitador sobre el embudo.
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14
Prepárese
para
cálculos numéricos.
FIN
Prepare
el
equipo
de
filtración incluso el vaso en
donde va a recoger el filtrado,
use el papel de filtro ya
pesado e identificado.
10
Lave
el
precipitado
agregando
pequeñas
porciones de agua destilada
con la piceta habiendo
colocado debajo OTRO vaso
de precipitado.
Lleve el precipitado hasta la
plancha y déjelo ahí hasta que
seque, péselo luego y anote ese
valor.
9
hacer
INTRODUCCIÓN
La estequiometría es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre reactivos y productos
en el transcurso de una reacción química. Estas relaciones se pueden deducir a partir de la
teoría atómica aunque históricamente fueron enunciadas sin hacer referencia a la
composición de la materia según distintas leyes y principios
Las reacciones químicas son procesos en los que una o más sustancias se transforman en
otra u otras con propiedades diferentes. Para que pueda existir una reacción química debe
haber sustancias que reaccionan y sustancias que se forman. Se denominará reaccionante o
reactivo a la sustancia química que reacciona. A las sustancias que se generan debido a una
reacción química se les denomina sustancia resultante o producto químico. Los cambios
químicos alteran la estructura interna de las sustancias reaccionantes.
Generalmente, se puede decir que ha ocurrido una reacción si se observa que al interactuar
los "supuestos" reaccionantes se da la formación de un precipitado, algún cambio de
temperatura, formación de algún gas, cambio de olor o cambio de color durante la reacción.
A fin de expresar matemática una reacción química se hace necesario utilizar una expresión
en la cual se señalan los reactivos y los productos. Esta expresión recibe el nombre de
ecuación química.
El estudio de la rapidez con la que se efectúa una reacción química, consumiendo
reaccionantes químicos y liberando productos químicos, se denomina cinética química. Se
puede expresar la rapidez de reacción como la relación que se presenta entra la masa de
reaccionante consumida y tiempo que dura la reacción. También se puede tomar la rapidez
de reacción como la relación existente entre la masa formada de producto y el tiempo de
reacción.
Al analizar una reacción química es muy importante tener en cuenta la ley de la
conservación de la masa. Esto quiere decir, que, en toda reacción química la masa total de
las sustancias químicas reaccionantes tiene que ser igual a la masa total de los productos
químicos. Efectivamente, la ley de la conservación de la masa establece que la materia no
se crea ni se destruye, sólo se transforma.
De esta práctica se plante los siguientes Objetivos.
O. General:

Calcular cual es el porcentaje de rendimiento de una reacción química.
O. Específicos:

Correctamente se debe calcular la cantidad adecuada y debe ser pesada en la
balanza y usar los materiales.




Realizar la reacción química con las sustancias a utilizar (AgNO3 y NH4Cl),
observar el fenómeno resultante y hacer las respectivas anotaciones.
Hacer de manera correcta los pasos de filtrado, lavado y secado de la
sustancia resultante.
Determine los rendimientos de la reacción, tanto práctico como teórico y
compárelo con este último.
Calcule el porcentaje de rendimiento de la reacción.
MATERIALES A UTILIZAR:
 Papel de filtro.
 Vasos de precipitado de 50 cc (dos).
 Vidrio de reloj (uno).
 Agitador de vidrio (uno).
 Embudo de vidrio (uno).
 Soporte para filtración.
 Pipetas (dos).
 Balanzas de precisión.
 Espátulas de acero inox (dos).
 Tubos de ensayo (uno).
 Cápsula de porcelana.
 Toallines para secar.
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL BOLIVARIANA
NÚCLEO DE BARINAS
LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL
PROF. ING. ARÉVALO URIBE
FALCÓN
QUÍMICA GENERAL
ESTUDIANTE: JOSÉ
BARINAS; ENERO DE 2009.