GIMNASIO VIRTUAL SAN FRANCISCO JAVIER “Valores y Tecnología para la Formación Integral del Ser Humano” UNIDAD II NOMENCLATURA REACCIONES Y ECUACIONES QUÍMICAS COMPETENCIA E INDICADORES DE DESEMPEÑO •Determina por sus fórmulas y por su procedencia, los óxidos, los ácidos, las bases y las sales. •Conoce los tres sistemas de nomenclatura de compuestos químicos. •Identifica y diferencia los tipos de reacciones teniendo en cuenta las leyes ponderales de la química. •Balancea ecuaciones de óxido-reducción, de acuerdo con los cambios en el estado de oxidación. ÓXIDOS Química Unidad 2 Los óxidos son compuestos binarios, es decir, formados sólo por dos elementos, uno de los cuales es oxígeno actuando con número de oxidación –2. Décimo 1 GIMNASIO VIRTUAL SAN FRANCISCO JAVIER “Valores y Tecnología para la Formación Integral del Ser Humano” Óxidos metálicos o básicos Óxidos de metales que actúan con un solo estado de oxidación Recorriendo la tabla periódica de izquierda a derecha, encontramos en primer término el grupo IA (1) o de los alcalinos, los que por tener un solo electrón por encima de la estructura de gas noble actúan con carga +1. Para obtener la fórmula química, se debe recordar que la sumatoria de los números de oxidación debe ser cero. En este caso se necesitarán dos iones del metal para neutralizar la carga del oxígeno. En otras palabras la fórmula de estos óxidos será: Li2O, Na2O, K2O, etc., y en general, será M2O siempre que el metal actúe como +1. Para nombrar estos óxidos, se sigue la siguiente regla: óxido de (nombre del metal) La parte variable del nombre figura entre paréntesis. Así, las sustancias anteriormente escritas se denominarán respectivamente óxido de litio, óxido de sodio y óxido de potasio. Es incorrecto escribir óxido de Li u óxido de Na, ya que es una mezcla de nomenclatura con fórmula. HIDRÓXIDOS Estas sustancias se caracterizan por la existencia del ion OH- o ion hidroxilo combinado con un catión. Si simbolizamos a un catión metálico como M +n, la fórmula general será: M(OH)n. Se denominan de igual manera que los óxidos metálicos sólo que sustituyendo el término óxido por hidróxido (nomenclatura sistemática o de Stock). Por ejemplo: Mg(OH)2 Hidróxido de magnesio Fe(OH)3 Hidróxido de hierro (III) Química Unidad 2 Cuando el NH3 se disuelve en agua, se encuentran en solución OH- y NH4+ por lo que habitualmente se lo denomina hidróxido de amonio y se lo formula NH4OH. Décimo 2 GIMNASIO VIRTUAL SAN FRANCISCO JAVIER “Valores y Tecnología para la Formación Integral del Ser Humano” La regla para nombrar a los hidróxidos es: Hidróxido de(nombre del metal) (número de oxidación si es necesario) SALES Estas sustancias se componen de un anión proveniente de un ácido y de un catión generalmente metálico. Se denominan (nombre del anión) de (nombre del catión) ÁCIDOS Hay dos clases de ácidos: a. Hidrácidos: son compuestos binarios formados por la combinación de H con un no metal, principalmente de los grupos VI y VII. Cómo se nombran los ácidos hidrácidos: se nombran con la palabra ácido, seguida del nombre del elemento no metálico con la terminación hídrico. HI H2S Ácido Clorhídrico Ácido Yodhídrico Ácido sulfhídrico Química Unidad 2 HCL Décimo 3 GIMNASIO VIRTUAL SAN FRANCISCO JAVIER “Valores y Tecnología para la Formación Integral del Ser Humano” LEYES PONDERALES DE LA MATERIA Un primer aspecto del conocimiento químico fue conocer la relación entre las cantidades de los cuerpos que intervienen en una reacción pasando de lo meramente cualitativo a lo cuantitativo. El descubrimiento de la balanza y su aplicación sistemática al estudio de las transformaciones químicas por LAVOISIER dio lugar al descubrimiento de las leyes de las combinaciones químicas y al establecimiento de la química como ciencia. Ley de la conservación de la masa (o de Lavoisier). La masa de un sistema permanece invariable cualquiera que sea la transformación que ocurra dentro de él; esto es, en términos químicos, la masa de los cuerpos reaccionantes es igual a la masa de los productos de la reacción. Ley de las proporciones definidas (o de Proust). Cuando dos o más elementos se combinan para formar un determinado compuesto lo hacen en una relación en peso constante independientemente del proceso seguido para formarlo. Esta ley también se puede enunciar desde otro punto de vista Para cualquier muestra pura de un determinado compuesto los elementos que lo conforman mantienen una proporción fija en peso, es decir, una proporción ponderal constante. Ley de las proporciones múltiples (o de Dalton). Química Unidad 2 Así, por ejemplo, en el agua los gramos de hidrógeno y los gramos de oxígeno están siempre en la proporción 1/8, independientemente del origen del agua. Décimo 4 GIMNASIO VIRTUAL SAN FRANCISCO JAVIER “Valores y Tecnología para la Formación Integral del Ser Humano” Las cantidades de un mismo elemento que se unen con una cantidad fija de otro elemento para formar en cada caso un compuesto distinto están en la relación de números enteros sencillos. Ley de las proporciones recíprocas (0 de Richter). Los pesos de diferentes elementos que se combinan con un mismo peso de un elemento dado, dan la relación de pesos de estos Elementos cuando se combinan entre sí o bien múltiplos o submúltiplos de estos pesos. Así, por ejemplo, con 1g de oxígeno se unen: 0,1260 g de hidrógeno, para formar agua; 4,4321 g de cloro, para formar anhídrido hipocloroso; 0,3753 g de carbono para formar gas carbónico, 1,0021 g de azufre, para formar gas sulfuroso, y 2,5050 g de calcio, para formar óxido cálcico. Pero los elementos hidrógeno, cloro, carbono, azufre y calcio pueden a su vez combinarse mutuamente y cuando lo hacen se encuentra, sorprendentemente, que estas cantidades, multiplicadas en algún caso por números enteros sencillos, son las que se unen entre sí para formar los correspondientes compuestos Ley de los volúmenes de combinación (0 de Gay- lussac). Muchos de los elementos y compuestos son gaseosos, y puesto que es más sencillo medir un volumen que un peso de gas era natural se estudiasen las relaciones de volumen en que los gases se combinan. En cualquier reacción química los volúmenes de todas las substancias gaseosas que intervienen en la misma, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, están en una relación de números enteros sencillos. CLASES DE ECUACIONES QUÍMICAS La ecuación química es la representación en forma corta y precisa de un cambio o reacción química. Características de una ecuación 1. Una ecuación química debe indicar el estado físico de los reactivos y de los productos. Para ello se usan los siguientes símbolos: (g) para representar el estado gaseoso. (l) para representar el estado líquido. (s) para representar el estado sólido. (ac) para representar disolución acuosa. 2. En la ecuación deben indicarse los catalizadores, que son sustancias que aceleran o disminuyen la velocidad de una reacción. Química Unidad 2 Usualmente estos símbolos se omiten y se usan cuando son estrictamente necesarios. Décimo 5 GIMNASIO VIRTUAL SAN FRANCISCO JAVIER “Valores y Tecnología para la Formación Integral del Ser Humano” 3. En toda reacción química hay absorción o desprendimiento de energía, fenómenos que deben indicarse en la ecuación. 4. La ecuación química debe estar balanceada: los mismos átomos de cada elemento han de figurar en el primer miembro. 5. En una ecuación química cada fórmula representa, no una molécula sino un número fijo de ellas que es el número de Avogadro. BALANCEO DE ECUACIONES Cuando la reacción química se expresa como ecuación, además de escribir correctamente todas las especies participantes (nomenclatura), se debe ajustar el número de átomos de reactivos y productos, colocando un coeficiente a la izquierda de los reactivos o de los productos. El balanceo de ecuaciones busca igualar el de átomos en ambos lados de la ecuación, para mantener la Ley de Lavoisiere. Por ejemplo, en la siguiente reacción (síntesis de agua), el número de átomos de oxígenos de reactivos, es mayor al de productos. H2 O2 H2 O Para igualar los átomos en ambos lados es necesario colocar coeficientes y de esta forma queda una ecuación balanceada. O2 2H2O Química Unidad 2 2H2 Décimo 6