Guía Principios de Química I UCV

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Re!%as !enera%es de Nomenc%atura 01idos met-%icos H 01idos /-sicos radiciona% Un so%o 6ido de meta% n?m#de o1# 6ido de potasio &O Dos n?ms# de O1# $eO $e&O'

6ido meta%oso 6ido met-%ico 6ido ,erroso 6ido ,7rrico

Stoc meta%

Sistem-tica 6ido de meta%

6ido de potasio

6ido de potasio

6ido de meta%3NJM#OK4

2rei+o"6ido de prei+ometa%

6ido de Fierro3II4 6ido de Fierro3III4

mon6ido de Fierro tri6ido de diFierro

6ido de

01idos no2met-%icos H 01idos -cidos H anFídridos radiciona% Stoc No Meta% anFídrido no2meta%oso 6ido deno2meta%3NJM#OK4 anFídrido no2met-%ico SO& anFídrido sul"uroso 6ido de a8u"re anFídrido sul"?rico 6ido de a8u"re SO' Per+1idos radiciona% Stoc per6ido de potasio per6ido de potasio &O&

Sistem-tica prei+o6ido de prei+o

no2meta% di6ido de a8u"re tri6ido de a8u"re Sistem-tica per6ido de potasio o di6ido de dipotasio

Bases H Fidr+1idos H -%ca%is radiciona% Un so%o Fidr6ido de meta% n?m#de o1# NaO Fidr6ido de sodio Dos n?ms# Fidr6ido meta%oso Fidr6ido met-%ico de o1# Sn3O4& Fidr6ido estanoso Sn3O4. Fidr6ido est.nico

Stoc Fidr6ido de meta% Fidr6ido de sodio Fidr6ido de meta% 3NJM#OK4 Fidr6ido de esta`o Fidr6ido de esta`o

Sistem-tica Fidr6ido de meta% Fidr6ido de sodio prei+o &r$pa)Fidr6ido de prei+ometa% 7isFidr6ido de esta`o tetra8$isFidr6ido de

esta`o

idr-cidos 3Nota8 los Fidr.cidos se nombran como .cidos slo si est.n disueltos en a!ua, de otro modo se nombran como sales( Vea los e$emplos a continuacin4 K $ CN

radiciona% Stoc Sistem-tica 1urode Fidr!enosi< es &as> 1uro de Fidr!enosi< es &as> 1uro de Fidr!enosi< es &as> .cido1Fídrico .cido1Fídrico .cido1Fídrico "luoruro de Fidr!eno "luoruro de Fidr!eno "luoruro de Fidr!eno .cido "luorFídrico .cido "luorFídrico .cido "luorFídrico cianuro de Fidr!eno cianuro de Fidr!eno cianuro de Fidr!eno .cido cianFídrico .cido cianFídrico .cido cianFídrico

O1-cidos KO &SO' &SO.

radiciona% .cido 1oso .cido 1ico .cido sul"uroso .cido sul"?rico

Stoc .cido 1oso .cido 1ico .cido trio6osul"?rico .cido tetrao6osul"?rico

Sistem-tica .cido prei+oo6o prei+o 1ico trio6osul"ato de diFidr!eno tetrao6osul"ato de diFidr!eno

Sa%es En -( )radicional, los o6ianiones se nombran se!?n el estado de o6idacin, siendo el correspondiente al menor estado de o6idacin el 1ito % el del ma%or estado de o6idacin 1elato( En -( Sistem.tica, sin embar!o, todos los o6ianiones terminanato en( E$emplos( radiciona% Stoc Sistem-tica NO& in nitrito in nitrito in dio6onitrato NO' in nitrato in nitrato in trio6onitrato En el caso particular de los Fal!enos, en +ue cuatro estados de o6idacin positi#os son posibles para los o6ianiones, se usa la si!uiente nomenclatura( C%O

radiciona% in Fipoclorito

Stoc in Fipoclorito

Sistem-tica in mono6oclorato

in clor clorato ito in in perclorato

in clor clorato ito in in perclorato

in trio6oclorato dio6oclorato in in tetrao6oclorato

 & C%O C%O' C%O.

radiciona% anin de cati+n

Stoc cati+n

Un so%o n?m#de o1# 3A!4&Cr&O;

dicromato de plata

dicromato de plata

Dos n?ms# de o1# Au&Cr&O; Au&3Cr&O;4'

anin cationoso anin cati+nico dicromato auroso dicromato .urico

anin cationoso anin cati+nico dicromato de oro dicromato de oro

anin de

Sistem-tica anin de cati+n Feptao6odicromato de diplata prei+oanin de prei+o cati+n Feptao6odicromato de dioro trisFeptao6odicromato de dioro

La nomenc%atura sistem-tica En la nomenclatura sistem.tica se usa una serie de pre"i$os para dar nombre a los compuestos +uímicos( Estos pre"i$os se asi!nan dependiendo de si el subíndice est. multiplicando a un elemento directamente o a un !rupo de elementos(

" & ' . =

si mu%tip%ica a un e%emento mono di  bi tri tetra penta

si mu%tip%ica a un !rupo bis tris tetra+uis penta+uis

; :  "< "" "&

Fe6a Fepta octa nona deca undeca dodeca

Fe6a+uis Fepta+uis octa+uis nona+uis deca+uis undeca+uis dodeca+uis

mu%tip%ican directamente a un e%emento

9e *  mu%tip%ica a un !rupo El nombre del compuesto es tristetrao6osul"ato de diFierro( Veamos cmo se lle!a a este nombre '( El nombre es asi!nado de derecFa a i8+uierda( *( Inicialmente se nombra al n?mero +ue multiplica al !rupo de la derecFa, ( Como est. multiplicando a un !rupo, debe usarse tris ( ( Dentro del par;ntesis, el / multiplica al o6í!eno ?nicamente, por lo +ue se usar. tetra ( /( El subíndice del a8u"re es ', por lo cual no es necesario nombrar ese subíndice( 1( Se a`ade el nombre del in !en;rico "ormado por a8u"re % o6í!eno, sul"ato: Fasta a+uí el nombre es tristetrao6o sul"atoj( 2( Se a`ade de % "inalmente se a`ade el subíndice +ue multiplica al Fierro $unto al propio nombre del Fierro, +uedando tris2tetrao1o su%,ato de diFierro

C+mo determinar %os n?meros 3 estados4 de o1idaci+n Determinar los números o estados de oxidación de los elementos en los compuestos +uímicos es una tarea ".cil de reali8ar una #e8 se conocen ciertas propiedades constantes( Como se #er., en la ma%oría de los casos se Facein"ormacin incluso unaimportante acti#idad tri#ial( A continuacin se presenta +ue permite simpli"icar la determinacin %o c.lculo de n?meros de o6idacin átomos en , moléculase iones '( El n?mero de o6idacin del o6í!eno es & en todos sus compuestos e6cepto en los per6idos <**_>, en los cuales es " ( $o en la mol;cula de o6í!eno !as <*>, +ue no es un compuesto, el n?mero de o6idacin es cero < <>(

*( El n?mero de o6idacin del Fidr!eno es " en todos sus compuestos, con la e6cepcin de los Fidruros, en los +ue es" ( ( )odos los miembros del !rupo ' <metales alcalinos> tienen como ?nico n?mero de o6idacin típico " LiX, -aX, X, 0bX, CsX( /( )odos los miembros del !rupo * <metales alcalinot;rreos> tienen como ?nico n?mero de o6idacin típico & e*X, M!*X, Ca*X, Sr*X, a*X( 1( )odos los miembros del !rupo '3 , tienen el estado de o6idacin " en las sales binarias, como el -aCl o el 9( 2( )odos los Fal!enos, con la e6cepcin del "l?or, tienen en sus compuestos con o6í!eno los n?meros de o6idacin ", ', = , ; , "ormando, para el caso del cloro, los 6idos o anFídridos Fipocloroso , cloroso , clrico % perclrico : % los aniones Fipoclorito , clorito , clorato % perclorato ( 3( Si un elemento no est. combinado con otro distinto % no es un in, su n?mero de o6idacin es siempre cero <<>( Por e$emplo, Ar, I*, 9e, S4, Au, P/ % * son elementos neutros % sus n?meros de o6idacin son cero < <>, sin importar si son .tomos, como el Ar, o mol;culas, como el P/( 4( En el caso de un in monoatmico , el n?mero de o6idacin del elemento es i!ual a la car!a del in( Por e$emplo, en el in sul"uro, S*_, la car!a del in es &, por lo +ue el estado de o6idacin del a8u"re es consecuentemente &( 5( En !eneral, el n?mero de o6idacin de un elemento +ue no est. combinado con otro es la di#isin de la car!a de su especie entre el n?mero de .tomos +ue lacomponen( Por e$emplo, en la mol;cula S4 la car!a es < % por lo tanto el estado de o6idacin de cada uno de los ocFo .tomos de a8u"re es tambi;n <: en el in H!**X Fa% dos car!as positi#as % dos .tomos de mercurio, por lo +ue cada uno debe tener n?mero de o6idacin "( En el in nitruro, -_, la car!a es ' % Fa% un ?nico .tomo de nitr!eno, por ello, el n?mero de o6idacin debe ser '( '7( En cual+uier especie poliatmica, sea in, mol;cula o sal, la suma de todos los n?meros de o6idacin debe ser i!ual a la car!a total de la especie( Por e$emplo, en el *Cr*3, una sal neutra , puede calcularse el n?mero de o6idacin del cromo sabiendo +ue el del o6í!eno es & % el del potasio es " &34  &3Cr4  ;3O4 < &3"4  &3Cr4  ;3&4 < &  & Cr  ".  < ⇒ Cr  

Pro/%emas nomenc%atura a( Los 6idos de metales % nometales suelen ser llamados tambi;n 6idos b.sicos % 6idos .cidos respecti#amente, \por +u;] b( Elaborando sobre la pre!unta (', responde los 6idos .cidos suelen ser llamados tambi;n AnFídridos, \por +u;] c( \Cu.l es la di"erencia entre un 6ido .cido % un o6.cido] d( Selecciona el tipo al +ue corresponde cada uno de los si!uientes compuestos

% ta e m o n e d o d i 1 +

% ta e m e d o d i 1 +

i% a %c H e s a /

o id c r d i F

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Sr *Cr*3 HCl 9e<H> A!* Cl

% a t e m e d o id 1 +

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% ta e m o n e d o d i 1 +

i% a c % H e s a /

o d i c rd i F

o d i c 1 o

A!Cl Ca<H>* H*S/ S* )i* H*S

e( Completa la si!uiente tabla radiciona%

Stoc

Sistem-tica

A!Cl Pb Pb* -aI H*S HC * 9e-i<H> * Sn* H*S Li*C*/ Au

"( Escribe la "rmula de los si!uientes compuestos( <-ota los nombres est.n escritos en cual+uiera de las tres nomenclaturas aceptadas>

01idos de meta%es 6ido "erroso 6ido perman!.nico 6ido de cobre 6ido de oro di6ido de esta`o 6ido de plata 6ido de calcio 6ido ni+ueloso tri6ido de diFierro Bases Fidr6idode bario Fidr6ido estanoso Fidr6idode Fierro

$+rmu%a

$+rmu%a

01idos de no2meta%es 6ido de bromo 6ido de "s"oro anFídridosul"?rico anFídridocarbnico anFídridoperclrico di6ido de carbono 6ido de selenio anFídridoidico pent6idode dinitr!eno idr-cidos .cido telurFídrico .cido bromFídrico .cido cianFídrico

$+rmu%a

$+rmu%a

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trisFidr6idode cromo Fidr6idode cadmio Fidr6idode cinc amoníaco <] > O1-cidos .cido sul"?rico .cido trio6osul"?rico

$+rmu%a

.cido perbrmico .cido trio6ocarbnico .cido carbnico .cido Feptao6odicrmico .cido crmico

.cido sul"Fídrico .cido iodFídrico .cido "luorFídrico .cido selenFídrico Sa%es cloruro cuproso sul"ato de rubidio

$+rmu%a

"os"atode #anadio ma!nesio "luoruro Fipocloritode cadmio bistrio6obromato de Fierro sul"uro de estroncio

!( Llena la si!uiente tabla(

Nom/re

$+rmu%a

Nom/re

cloruro de Fidr!eno .cido Fipocloroso bistrio6oclorato de cobre

clorato de potasio perclorato de cesio

clorito de calcio

Fipocloritoplumboso

$+rmu%a

clorato c?prico

F( Llena la si!uiente tabla escribiendo el nombre de los compuestos en cual+uiera de las tres nomenclaturas puedes pero usar e#ita nomenclaturas distintas paradentro compuestos distintos, se!?naceptadas te resulte <-ota m.s cmodo, me8clar nomenclaturas de un mismo nombre>(

$+rmu%a *

Nom/re

$+rmu%a -aH

A!As Cl A!- V9 nCr/ Aur PbS C

Cu<-*>* Pbr* HCl <> Cd* Mn* Li** Li* -aH 0b*S

* HC *C H*C*/ a* -aHC Co9* HS

/* M!> H!*Cl* <> H!Cl* Al* -i CaC*/

Nom/re

Al* AuH

-aCl H!<H>*

i( Llena la si!uiente tabla escribiendo el nombre de los compuestos en cual+uiera de las tres nomenclaturas aceptadas(

$+rmu%a * 9e Cr* 

Nom/re

$+rmu%a

Li* Cu* Cu S* S -*1 C* C * Ca<H>* Cd<H>* n<H>* Sn<H>/ i<H> HCl H*S H*)e HCHCl Hr H*)e/ HP H-* H*S H*Cr*3 HP/ Pbr* Al<-> Ca<r>*

Ca Al * Sr 9e Cd I*3 I*1 I* I* P*1 P* H!<H>* Al<H> Sr<H>* CuH Mn<H>* HI H*Se Hr H9 HCl/ HI* H*Se HMn/ H*Cr/ Hr H*C H- A!9 CdS -iS/

Al*S  -a- M!<r/>* )iCl* n-* 9eCl Al*

/ Mn I -aCl Ca* I Au*S <-H/>*S/

Nom/re

*C*/ eC 0bP LiC-

Li*S H!*9* Cd<r*>* Csr $( Completa la si!uiente tabla(

Nom/re

$+rmu%a

Nom/re

Fidr6ido Fidr6idocuproso c?prico Fidr6idode cromo Fidr6ido";rrico .cido trio6o"os"rico .cido Fipocloroso .cido sul"uroso .cido sul"?rico .cido "os"oroso .cido "os"rico .cido nitroso 6ido de cinc 6ido de esta`o 6ido de potasio 6ido de berilio 6ido de cobalto 6ido de cadmio bromuro c?prico Fipobromitode cadmio o6alato de rubidio clorato de amonio cianuro de ma!nesio "os"ito de litio cloruro estanoso cromato de cobre "os"ato de aluminio perclorato"erroso tristetrao6odicarbonato de diFierro 6ido de a8u"re pent6idode dinitr!eno

Fidr6ido Fidr6idodedealuminio calcio Fidr6idode cinc Fidr6idode potasio .cido crmico .cido dicrmico .cido idico .cido perman!.nico .cido tetrao6oman!.nico .cido o6.lico .cido brico tri6ido de dicromo mon6idode cobre 6ido de titanio mon6idode Fierro 6ido de calcio di6ido de plomo bromato de bario sul"ato de cesio nitrito de plomo sul"uro de sodio "os"ato de berilio carbonato"erroso tiocianatopl?mbico nitrato de ma!nesio nitrato de plata dio6obromato de litio perclorato de cinc

anFídridoFipoiodoso sul"uroso anFídrido

anFídridode carbonoso Fept6ido dibromo

6ido de ars;nico mon6idode carbono

$+rmu%a

ema .# Reacciones * ecuaciones )uímicas

G%osario Coe,icientes este)uiom7tricos# Son los coe"icientes utili8ados para a$ustar una ecuacin Ecuaci+n )uímica# Es una representacin simblica de una reaccin +uímica( Los símbolos % las "rmulas se utili8an para representar los reacti#os % productos, % los coe"icientes este+uiom;tricos se utili8an para a$ustar la ecuacin(

Este)uiometría# Se re"iere a las medidas % relaciones cuantitati#as entre las sustancias % las me8clas de inter;s en +uímica( Reacci+n )uímica# Es un proceso en el +ue un con$unto de sustancias se trans"orma en un nue#o con$unto de sustancias ( Reacti6o %imite# En una reaccin es el reacti#o +ue se consume por completo( La cantidad de producto o productos "ormados depende de la cantidad de reacti#o limitante(

Las reacciones )uímicas Son e6presiones matem.ticas abre#iadas +ue se utili8an para describir lo +ue sucede en una reaccin +uímica en sus estados inicial % "inal( En ella "i!uran dos miembros: en el primero, los símbolos o "rmulas de los reactantes, reaccionantes o reacti#os % en el se!undo los símbolos o "rmulas de los productos( Para separar ambos miembros se utili8a una "lecFa +ue !eneralmente se diri!e Facia la derecFa, indicando el sentido de la reaccin A X C → A X C E$emplo La ecuacin +uímica +ue describe la reaccin entre el ma!nesio % el o6í!eno es * M! X * → * M! 0eactantes

Producto

Si!ni,icado de %as ecuaciones )uímicas a4 Cua%itati6o8 indica la clase o calidad de las sustancias reaccionantes % productos( En la ecuacin anterior, el ma!nesio reacciona con el o6í!eno para obtener 6ido de ma!nesio /4 Cuantitati6o8 representa la cantidad de .tomos, mol;culas, el peso o el #olumen de los reacti#os % de los productos( En la ecuacin +uímica anterior, se entiende +ue dos mol;culas de ma!nesio, reaccionan con una mol;cula de o6í!eno para obtenerse dos mol;culas de 6ido de ma!nesio( )ambi;n se puede calcular la cantidad en !ramos del producto, tomando como base los pesos atmicos de los reaccionantes ( Características de %as ecuaciones )uímicas • Los reactantes productos se representan utili8ando símbolos para los elementos % "rmulas para los% compuestos( • Se debe indicar el estado "ísico de los reactantes % productos entre par;ntesis , , : si se presentan en estado !aseoso, lí+uido, slido o en solucin acuosa respecti#amente( • El n?mero % tipo de .tomos en ambos miembros deben ser i!uales, con"orme al principio de conser#acin de la masa: si esto es así, la ecuacin est. balanceada(

Reacciones )uímicas Son procesos +uímicos donde las sustancias inter#inientes, su"ren cambios en su estructura, para dar ori!en a otras sustancias( El cambio es m.s ".cil entre sustancias lí+uidas o !aseosas, o en solucin, debido a +ue se Fallan m.s separadas % permiten un contacto m.s íntimo entre los cuerpos reaccionantes( )ambi;n se puede decir +ue es un "enmeno +uímico, en donde se producen sustancias distintas a las +ue les dan ori!en( Características o e6idencias de una reacci+n )uímica • 9ormacin de precipitados( • 9ormacin de !ases acompa`ados de cambios de temperatura( • Desprendimiento de lu8 % de ener!ía( Re!%as • En toda reaccin se conser#an los .tomos % las car!as • -o puede ocurrir un proceso de o6idacin o de reduccin aislado, ambos ocurren simult.neamente( • -o se pueden "ormar productos +ue reaccionen en;r!icamente con al!uno de los productos obtenidos( E$emplo -a- X H* →  -aH X -H ipos de r eacciones )uímicas A4 De acuerdo a %as sustancias reaccionantes# • 9eacciones *e composición, a*ición o s:ntesis5 Cuando dos o m.s sustancias se unen para "ormar una m.s comple$a o de ma%or masa molecular

E$emplo

• 9eacciones *e *escomposición5 Cuando una sustancia comple$a por accin de di"erentes "actores, se descompone en otras m.s sencillas

E$emplo

Cuando las descompone el calor, se llaman tambi;n de disociacin t;rmica( • 9eacciones *e simp)e s$stit$ción5 Denominadas tambi;n de simple despla8amiento cuando una sustancia simple reacciona con otra compuesta, reempla8ando a uno de sus componentes( E$emplo

( • 9eacciones *e *o7)e s$stit$ción5 )ambi;n se denominan de doble despla8amiento o met.tesis % ocurren cuando Fa% intercambio de elementos entre dos compuestos di"erentes % de esta manera ori!inan nue#as sustancias( k Se presentan cuando las sustancias reaccionantes est.n en estado inico por encontrarse en solucin, combin.ndose entre sí sus iones con mucFa "acilidad, para "ormar sustancias +ue permanecen estables en el medio reaccionante

E$emplo

• 9eacciones re'ersi7)es5 Cuando los productos de una reaccin pueden #ol#er a reaccionar entre sí, para !enerar los reacti#os iniciales( )ambi;n se puede decir +ue se reali8a en ambos sentidos(

E$emplo

• 9eacciones irre'ersi7)es5 Cuando los productos permanecen estables % no dan lu!ar a +ue se "ormen los reacti#os iniciales(

E$emplo

oda reacci+n es m-s o menos re6ersi/%e pero en mucFos casos esta re6ersi/i%idad es tan insi!ni,icante )ue se pre,iere considerar pr-cticamente irre6ersi/%e# B4 De acuerdo a su ener!ía En toda reaccin +uímica Fa% emisin o absorcin de ener!ía +ue se mani"iesta como lu8 %o calor( A+uí aparece el concepto de entalpía, entendida como la ener!ía +ue se libera o absorbe( • 9eacciones e!ot.rmicas5 Cuando al producirse, Fa% desprendimiento o se libera calor(

E$emplo

• 9eacciones en*ot.rmicas5 Cuando es necesario la absorcin de calor para +ue se puedan lle#ar a cabo(

E$emplo

La ener!ía %i/erada o a/sor/ida se denomina ca%or de reacci+n o enta%pía 34 por consi!uiente8  En una reacci+n e1ot7rmica %a enta%pía es ne!ati6a#  En una reacci+n endot7rmica %a enta%pía es positi6a# La ener!ía %i/erada o a/sor/ida se denomina ca%or de reacci+n o enta%pía 34 por consi!uiente8  En una reacci+n e1ot7rmica %a enta%pía es ne!ati6a#  En una reacci+n endot7rmica %a enta%pía es positi6a# C4 Reacciones especia%es • 9eacción *e ;a7er5 Permite obtener el amoniaco partiendo del Fidr!eno % nitr!eno -* X H*  *-H • 9eacción termo8$:mica5 En estas reacciones se indica la presin, temperatura % estado "ísico de las sustancias

H* X  *

H* X 24,* cal

C X *

C* X 5/,17 cal

• 9eacción *e com7$stión5 En estas reacciones, el o6í!eno se combina con una sustancia combustible % como consecuencia se desprende calor %o lu8( Las sustancias or!.nicas puede presentar reacciones de combustin completas o incompletas • 9eacciones comp)etas( Cuando se "orma como producto "inal C* % H*

E$emplo

• 9eacciones incomp)etas5 Cuando el o6í!eno no es su"iciente, se produce C % H*, aun+ue mucFas #eces se produce carbn(

• 9eacción cata):tica5 Se acelera por la inter#encin de sustancias llamadas catali8adores +ue permanecen inalterables al "inal de la reaccin(

Cata%i5ador Sustancia +ue acelera la reaccin( -o reacciona( Se recupera todo E$emplo

• 9eacción 9<=>?5 0eacciones en donde Fa% #ariacin de los estados de o6idacin de las sustancias por trans"erencia de electrones( • 9eacción *e ne$tra)i@ación5 Consiste en la reaccin de un .cido con una base(

Ba%anceo de ecuaciones )uímicas alancear una ecuacin +uímica es i!ualar el n?mero % clase de .tomos, iones o mol;culas reactantes con los productos, con la "inalidad de cumplir la le% de conser#acin de la masa( Para conse!uir esta i!ualdad se utili8an los coe"icientes este+uiom;tricos, +ue son n?meros !randes +ue se colocan delante de los símbolos o "rmulas para indicar la cantidad de elementos o compuestos +ue inter#ienen en la reaccin +uímica( -o deben con"undirse con los subíndices +ue se colocan en los símbolos o "rmulas +uímicas, %a +ue estos indican el n?mero de .tomos +ue con"orman la sustancia( Si se modi"ican los coe"icientes, cambian las cantidades de la sustancia, pero si se modi"ican los subíndices, se ori!inan sustancias di"erentes( Para balancear una ecuacin +uímica, se debe considerar lo si!uiente  Conocer las sustancias reaccionantes % productos(  Los subíndices indican la cantidad del .tomo indicado en la mol;cula(

Los coe"icientes a"ectan a toda la sustancia +ue preceden( El Fidr!eno % el o6í!eno se e+uilibran al "inal, por+ue !eneralmente "orman a!ua ( Esto no altera la ecuacin, por+ue toda reaccin se reali8a en solucin acuosa o produce sustancias +ue contienen a!ua de cristali8acin( E$emplo * H*S/ si!ni"ica • Ha% dos mol;culas de .cido sul"?rico < o dos moles> • En cada mol;cula Fa% dos .tomos de Fidr!eno, un .tomo de a8u"re % cuatro .tomos de o6í!eno(  

M7todos para /a%ancear ecuaciones E6isten di"erentes m;todos +ue se utili8an se!?n con#en!an, de acuerdo al tipo de reaccin, las cuales pueden ocurrir  Sin cambio de estados de o6idacin en nin!?n elemento reaccionante '> Ensa%o % Error o )anteo( *> Mínimo Com?n M?ltiplo( > Coe"icientes Indeterminados o Al!ebraico(  Al!unos elementos cambian su #alencia /> 0EDf 1> Ion Electrn o Semirreaccin En medio .cido % b.sico(

"# Ba%ance por tanteo Se emplea para balancear ecuaciones sencillas( Se reali8a al Tc.lculo tratando de i!ualar ambos miembros( Para ello utili8aremos el si!uiente e$emplo balancear -* X H* → -H • Identi"icamos las sustancias +ue inter#ienen en la reaccin( En este caso el nitr!eno % el Fidr!eno para obtener amoniaco( • Se #eri"ica si la ecuacin est. balanceada o no( En este caso notamos +ue ambos miembros no tienen la misma cantidad de .tomos, por lo tanto no est. balanceada( • Se balancea la ecuacin colocando coe"icientes delante de las "rmulas o símbolos +ue los necesitan( Empe8ar con los elementos met.licos o por el +ue se encuentra presente en menos sustancias Primero balanceamos el nitr!eno -* X H* →

* -H

• El Fidr!eno % o6í!eno +uedar.n para el "inal( Se!uidamente balanceamos el Fidr!eno -* X  H* → * -H

• Si un coe"iciente no es entero, entonces debe multiplicar todos por el ma%or de los denominadores( En este caso no ocurre( Como es un tanteo, debe recordar +ue las re!las indicadas, son recomendaciones( A?n así, para cual+uier e$ercicio, empiece usted, por donde desee pero tomando como par.metro +ue el n?mero de .tomos de este elemento est. de"inido en uno de los miembros( balancear Al<H> X H*S/ → Al* X H* • Primero balanceamos el metal aluminio * Al<H> X H*S/ → Al* X H* • Lue!o se!uimos con el a8u"re * Al<H> X  H*S/ → Al* X H* • 9inalmente continuamos con el Fidr!eno, el o6í!eno resulta balanceado autom.ticamente

& A%3O4'  ' &SO. → A%&3SO.4'   &O &# Ba%ance por e% mínimo com?n m?%tip%o Veamos el si!uiente e$emplo, balancear8 H*S/ X Ca* → CaS/ X HP/ • Se obtiene el n?mero total de o6idacin de los radicales Falo!;nicos * *: *  2:    • Se escriben los n?meros de o6idacin totales de los radicales, deba$o de cada compuesto +ue los contiene H*S/ X Ca* → CaS/ X HP/ ↓ ↓ ↓ ↓ * 2 *  • Se Falla el MCM de los n?meros +ue indican los estados de o6idacin, en este caso el MCM es 2: lue!o se di#ide entre cada uno de ellos 2*   :

22  ' :

2*   : 2  *

• Estos cocientes son los correspondientes coe"icientes de los compuestos de la ecuacin, así

' &SO.  Ca'3PO. 4&

→

' CaSO.  & 'PO.

balancear AlCl X H

→

Al<H> X

Cl

• Escribimos los n?meros de o6idacin de los radicales Falo!;nicos % b.sicos Cl'   : <H>' : <H>   : Cl'  ' Entonces AlCl X H → Al<H> X Cl ↓ ↓ ↓ ↓  '  ' • Como el MCM es , di#idiendo obtenemos ' :  : ' : ( Lue!o la ecuacin balanceada ser.

A%C%'  ' O

→ A%3O4' 

' C%

'# Ba%ance por coe,iciente indeterminados Denominado tambi;n m;todo al!ebraico( Se trata de un m;todo #erdaderamente al!ebraico +ue se utili8a para balancear cual+uier ecuacin +uímica( Las re!las para su aplicacin las #eremos con el si!uiente e$emplo8 balancear H

X

Cl*

Cl

→

X

Cl

X

H*

• Se asi!nan coe"icientes literales a cada uno de los elementos o compuestos presentes, así a H

X

b Cl*

→

c Cl

X

d Cl

X

e H*

• Se i!ualan las cantidades de las sustancias reactantes con las sustancias del producto, mediante sus coe"icientes, resultando una cantidad de ecuaciones e+ui#alente a la cantidad de #ariables literales: así  → a  cXd H →a  *e  → a  d X e Cl → *b  c X d

<'> <> <*>

• Si "altara una ecuacin, se da un #alor num;rico a una sola de las #ariables: si "altaran dos #ariables, se asi!narían dos #alores para dos #ariables( En este caso, se esco!e la ecuacin m.s simple % se le asi!na un #alor num;rico a una inc!nita: es aconse$able darle el #alor ', así8 En <> →e ' : lue!o a  *e → a  *

Substitu%endo #alores en <*> *  d X ' → * _ '  d → '  d → d  ' Substitu%endo #alores e <'> *  C X ' → C  1C Substitu%endo #alores en *b  1 X' → *b  2 → b  ** → b  ' • Cuando Fa% #alores "raccionarios se pre"iere eliminar los denominadores, multiplicando por el denominador apropiado  e  'k  a  * k  2 d  ' k   ' c  1 k   1 b  ' k   • La ecuacin balanceada ser. 

 O



' C%&

→

= C%



C%O'

 ' &O

balancear *Cr*3 X HCl → Cl X CrCl

X Cl* X H*

• Escribimos los coe"icientes inc!nita a *Cr*3 X b HCl → cCl X d CrCl  X e Cl

*

X " H *

• I!ualamos las cantidades de las sustancias en ambos miembros → *a  c

<'>

Cr *a → d

<*>

 3a→ " <> Cl → b  c X d X * e H→ b  *" <1>

• 0eempla8ando #alores se tiene8 Si a  ' → c  *

,

d  *

:

"  3

< en >:

b  '/

< en 1>:

e  

< en />

• Escribimos los coe"icientes encontrados

&Cr&O;  ". C% → & C%  & CrC% '  ' C%

&

 ; &O

.# Ba%ance REDOK# SE0A VIS) E- EL )EMA 5

Pro/%emas /('( Dada la si!uiente ecuacin CH/ X * → C* X H* E6plica a> )al % como est. escrita, \cumple esta ecuacin con la le% de conser#acin de la masa] \Por +u;] b> \Qu; cantidad, en !ramos, de a!ua podría obtenerse a partir de ' mol de metano en ausencia de o6í!eno] c> \ a partir de ' mol de cada reacti#o] d> Se tiene ' mol de metano % ' mol de o6í!eno % se inicia una reaccin mediante una cFispa, \sobrar. al!?n reacti#o] \Cu.ntos moles de di6ido de carbono % cu.ntos !ramos de a!ua se obtendr.n] e> Al sumar las masas de metano % o6í!eno presentes antes de comen8ar la reaccin, el resultado es ma%or +ue la suma de las masas de a!ua % di6ido de carbono obtenidos, \si!ni"ica este FecFo +ue no se cumple la le% de conser#acin de la masa] Discute el concepto de Reactivo Limitante( /(*( alancea las si!uientes ecuaciones +uímicas a( Al X H*S/ → Al* X H* b( Cu X Hr → Cur X H* c( C*/H7-7 X * → C* X H* X -*

d( e( "( !(

C'2H'/-** X * → C* X H* X -* 9eCl X -a*S → 9e*S X -aCl PbS X H** → PbS/ X H* C4H4 X * → C* X H*

/(( alancea las si!uientes ecuaciones +uímicas, indicando para cada una de ellas la relacin en !ramosa(e6istente 9eS entre X reactantes →% productos( 9e* X S* *  b( HCl X * → H* X Cl* c( C/H'7 X * → C* X H* d( H*S X S* → S X H* e( CS* X * → C* X S* ∆ "( Cl → Cl X * /(/( alancea las si!uientes ecuaciones a( -H X * → -* X H* b( -*H/ X -*/ → -* X H* c( Al X * → Al* d( C1H''H X * → C* X H* e( P*1 X H* → HP/ "( Sb X * → Sb/'7 !( Li X * → Li*

/(1( Llena la si!uiente tabla calculando cu.ntos !ramos pesa ' mol de cada uno de los si!uientes compuestos M !Hmo% M !Hmo% Nom/re Nom/re Disul"uro de carbono

Bcido nítrico

He6acloruro de a8u"re

Amoníaco <-H>

Etanol

Di6ido de Carbono

Bcido sul"?rico

Mon6ido de Carbono Sul"ato c?prico pentaFidratado Dicromato de potasio < *Cr*3> Solucin !mol  uma 32: */1: /2: 54: *5/: 2: '3: //: *4: */5, 11 /(2( Se Face reaccionar ',77 ! de plomo con su"iciente o6í!eno, obteni;ndose ','11 ! de di6ido de plomo( Si la masa atmica del o6í!eno es '2 !mol, calcula la masa atmica del plomo( Solucin *73 !mol

/(3( Se sabe +ue el bromuro de un cierto metal M tiene "rmula Mr*, % se sabe tambi;n +ue la masa atmica del bromo es 47 uma % +ue ',1 ! del bromuro contienen ',* ! de bromo( \Cu.l es la masa atmica del metal] Solucin /7 uma /(4( Una mol;cula de un cierto compuesto binario "ormado por los elementos K e  contiene en total ocFo .tomos combinados( La "ormacin del compuesto re+uiere +ue el n?mero de .tomos de  sea el triple del n?mero de .tomos de K( a( Deduce la "rmula molecular del compuesto( b( Calcula moles delcantidad compuesto obtendrían al Facer reaccionar del elementocu.ntos delse elemento +ue la masa2,7! atmica  con su"iciente K, sabiendo de K es '7,7 uma % la de  es ',7 uma( Solucin a> f*2: b> ' mol

$+rmu%a empírica * ,ormu%a mo%ecu%ar /(5( Al +uemar completamente ,37 ! de un compuesto puro +ue contiene ?nicamente carbono, Fidr!eno % o6í!eno, se producen 2,27 ! de di6ido de carbono % *,37 ! de a!ua( Se sabe adem.s, +ue '/,4 ! del compuesto corresponden a 7,' mol( Determina la "rmula empírica % la "rmula molecular del compuesto( Solucin 9E CH2*( 9M C2H'*/( /('7( Un cierto compuesto contiene los .tomos A,  % C, en la proporcin **3, respecti#amente( Calcula la masa m.6ima del compuesto +ue se podría obtener a partir de 7,'31 mol de .tomos de A, 5,7⋅'7** .tomos de  % 5,2 ! de C, sabiendo +ue las masas atmicas de A,  % C son, respecti#amente, *: ': % '2 !mol( Solucin '2,1 ! /(''( Se mide la#olumen masa dede'7o6í!eno, L de un 6ido deacarbono, obteni;ndos e '5,2/ Se sabe tambi;n +ue el mismo medido las mismas condiciones de !(presin % temperatura, pesa '/,*4 !: +ue la masa atmica del o6í!eno es '2,7 !mol: % +ue la mol;cula de o6i!eno es biatmica( Calcula la masa molar del 6ido de carbono( Solucin // !mol /('*( Si se pesan en un mismo recipiente '7 ! de a!ua, '7 ! de amoníaco % '7 ! de clorato de aluminio, a( \cu.ntos moles de mol;culas de cada uno de los compuestos Fa% en cada una de las pesadas] b( \cu.ntos .tomos de o6í!eno Fa% en total en el recipiente] c( Cu.ntas mol;culas de a!ua podrían "ormarse si todo el Fidr!eno % todo el o6í!eno +ue Fa% en el recipiente "uesen separados de las mol;culas en las +ue est.n contenidos] Solucin a> 7,111mol: b> 7,144 mol: 7,731mol /('( \Cu.l es la masa m.6ima de cloruro de Fierro +ue se podría obtener a partir de una me8cla de 17 ! de sul"ato de Fierro % 7,/4 mol de cloruro de bario] Solucin /7,14! /('/( El clorato de potasio se descompone por accin del calor en cloruro de potasio % !as o6í!eno, \cu.ntos litros de !as o6í!eno, medidos en condiciones normales de temperatura % presin , se producen a partir de '1 ! de clorato de potasio] Solucin /,'' L /('1( El octano se puede obtener como un producto del petrleo a tra#;s de la si!uiente reaccin C'2H* X H* → C4H'4

\Cu.ntas mol;culas de octano es posible obtener a partir de **/ L de !as Fidr!eno, medidos en C-)P, suponiendo +ue el otro reactante est. en e6ceso] \Cu.ntos pesa ese n?mero de mol;culas] Solucin 2,7*'7*/ mol;culas: ''/7 ! /('2( Determina el porcenta$e en masa de Fierro en cada uno de los si!uientes compuestos 9eC , 9e* % 9e( Solucin /4,G: 37,7G: 33,4G /('3( \Cu.ntos =ilo!ramos de Fierro es posible obtener a partir de *777 =! de 9e /] Solucin '//2! /('4( En cierta cantidad de un compuesto Fa% combinados ',*'7* .tomos de carbono, 7,2mol de .tomos de Fidr!eno % ',2! de o6í!eno \Cu.les son las ra8ones molares entre los .tomos del compuesto] Solucin *C  2H ' /('5( Al anali8ar una sal de ní+uel se encuentra +ue en *,4/' ! de la misma Fa% ',173 ! del metal( La sal podría ser una de las tres si!uientes -iCl *: -i*:  -iS/( \De cu.l de esas sales se trata] Solucin -i* /(*7( El an.lisis elemental de un compuesto puro indica +ue posee un ',5G en masa de potasio, *4,5G en masa de cloro % 5,*G en masa de o6í!eno( Calcula las ra8ones molares entre sus .tomos( '  'Cl  /(*'( El acetileno % el benceno son dos Fidrocarburos distintos: sin embar!o, ambos poseen 7,5* ! de carbono por cada !ramo de compuesto( Si las masas molares son, respecti#amente, *2 !mol % 34 !mol, \cu.les son las "rmulas moleculares de cada compuesto] Solucin C *H*: C2H2 /(**( El an.lisis elemental de un carboFidrato arro$a los si!uientes resultados /7,77G de carbono, 2,3'G de Fidr!eno % 1,*5G desuo6í!eno( Si la masa molecular compuesto es apro6imadamente '47 uma, \cu.l es "rmula molecular] Solucin C2H'*del 2 /(*( Se sabe +ue ,// ! de un Fidrocarburo !aseoso ocupan 452 mL en condiciones normales( El porcenta$e en masa de carbono en este Fidrocarburo es 4,3*G( Determina la "rmula molecular del Fidrocarburo( Solucin C2H'/ /(*/( Se calientan 2,'5* ! de cloruro de bario Fidratado % se obtienen 1,*47 ! de cloruro de bario anFidro( \Cu.l es la ra8n molar entre el aCl* % el H* en la sal Fidratada] Solucin *

Reacciones( reacti6os %imitantes( cantidades necesarias /(*1( El 6ido de Fierro reacciona con mon6ido de carbono produciendo di6ido de carbono % Fierro met.lico( Calcula a( La masa de Fierro en !ramos +ue se podría obtener a partir de 7,1! de una muestra de 6ido ";rrico de un 47G en masa de pure8a, cuando se le trata con un e6ceso de mon6ido b( de La carbono( masa en !ramos de la muestra +ue se necesita para obtener ,7''7 * mol;culas de di6ido de carbono( Solucin a> 7,*4 ! % b> , ! /(*2( La Fidra8ina <-*H/> % el per6ido de Fidr!eno se utili8an $untos como combustible propulsor de coFetes( Los productos de reaccin son !as nitr!eno % a!ua( \Cu.ntos !ramos

de per6ido de Fidr!eno son necesarios para reaccionar completamente por cada mili!ramo de Fidra8ina] Solucin *,' 6 '7 ! /(*3( Calcula cu.ntos !ramos de 6ido de calcio % +u; #olumen de di6ido de carbono, medido en C-)P, se podrían obtener al calentar *77! de carbonato de calcio 51G en masa de pure8a( Solucin '72,* ! % /*,2 L /(*4( El "os"ato de calcio reacciona con carbono % di6ido de silicio, en una reaccin +ue produce silicato de calcio , "s"oro en la "orma tetraatmica

% mon6ido de carbono( Escribe % balancea la ecuacin +ue ri!e a esta reaccin( Lue!o determina a( El n?mero de moles de mol;culas de "s"oro