Reacciones, Ecuaciones yBalanceoBalanceo

Autor: Maestro en CienciasBioquímicas Genaro Matus Ortega

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¿Qué es una reacción química?

R =

Un cambio, transformación o rearreglo a

nivel molecular de la materia.

C3 H8 + 5 O2 → 3CO2 + 4H20

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Ecuaciones vs Reacciones

• Una ecuación química es una representaciónteórica, de lo que ocurre en una reacción química.

• En las ecuaciones que se busca reflejar, la• En las ecuaciones que se busca reflejar, lacomposición y la cantidad de las sustancias queintervienen en la reacción.

Reactivos → Productos (Reacciones irreversibles)

Reactivos Productos (Reacciones reversibles)

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Simbología

∆ = Calor lv= Energía Lumínicaƺ = Electrólisis

↑= Desprendimiento de un gas↓ = Precipitación de un sólido↓ = Precipitación de un sólido

(g) = Gas (s) = Sólido(l) = Líquido

(aq) = que la reacción se lleva a cabo en aguawww.g

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¿Cómo ocurren las reacciones?

La Teoría de las Colisiones proponeque

• “...para que una reacción químicaocurra se supone que chocan entreocurra se supone que chocan entresí las moléculas, incrementando lasprobabilidades de recombinaciónatómicas y moleculares...”

C3 H8 + 5 O2 → 3CO2 + 4H20

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La Reactividad depende de:

• La Concentración de los Reactivos yProductos, además del Volumen dondeocurre la reacción.

• La naturaleza y la estructura de lamolécula: ¿las moléculas tienendensidades electrónicas disimétricamentedensidades electrónicas disimétricamenterepartidas, o tamaños mayores, exponenmayor superficie de contacto?

• El área de contacto y la presencia decentros de ataque o cargas: (¿hay dobles otriples ligaduras en las estructurashidrocarbonadas, que facilitan lainteracción de partículas electrofílicas?)w

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La Reactividad depende de:

• La energía presente en el medio: (¿ hay altastemperaturas, presiones intensas, o exposicionesa luz UV? ¿se estimulan las moléculas, excitandoo se deslocalizan los electrones externos?

• El Medio: ¿hay radicales libres o polos facilitandoel ataque de partículas altamente reactivas?el ataque de partículas altamente reactivas?a)Fuerzas intermoleculares que favorecen elchoque molecular (vacío vs agua)b)El pHc)La fuerza iónica (Fi = S ( [ión] * (valencia) /2)

• La presencia de Catalizadores que modifiquen lavelocidad de una reacción sin sufrir algún cambioaparente en su composición o peso molecular.w

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Los catalizadores

• Algunas reacciones sonextremadamente lentas, debido aque su energía de activación esmuy grande.

• La velocidad de estas reaccionesse puede aumentar con la adiciónde sustancias que participan en lade sustancias que participan en lareacción, pero que no sonconsumidas en ella.

• Estas sustancias se conocen comocatalizadores.

• Su acción es disminuir la energíade activación de la reacciónporque “acomodan” a lasmoléculas, haciendo que suschoques sean efectivos.w

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Los catalizadores

• Los catalizadores pueden estar en lamisma fase que los reactivos (catálisishomogénea) o en fases distintas(catálisis heterogénea).

• Algunos ejemplos son losconvertidores catalíticos (oxidan el COy los hidrocarburos que no se quemany los hidrocarburos que no se quemantotalmente en los motores de un coche,produciendo CO2 y H2O, a la vez quereducen el NO –óxido nítrico- y al NO2producidos en los motores a N2 y O2).

2CO + O2 = 2CO2

2CO + 2NO = N2 + 2CO2

2H2 + 2NO = N2 + 2H2OCmHn + O2 = CO2 + H2O

CmHn + NO = N2 + H2O + CO2www.g

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Los biocatalizadores• Los catalizadores biológicos

presentan algunas característicasque los definen:

a) Son moléculas de origen proteico(enzimas) o ácidos nucleicos (RNAautocatalítico-ribozima).

b) Pueden acelerar hasta 106 veces lareacción.reacción.

c) Actúan en condiciones de reacciónsuaves (pH, temperatura y presión).

d) Son altamente específicas de susustrato y de la reacción quecatalizan (no generan productosindeseados).

e) Son saturables (tienen una Vmax).

f) Son regulables alostéricamente(activadores e inhibidores).

g) Son inducibles genéticamente.www.g

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Tipos de Reacciones químicas:

• Reacciones de combustión:

C3 H8 + 5 O2 → 3CO2 + 4H20

• Reacciones de desplazamiento (sustitución):

Zn + CuSO → Zn SO + CuZn + CuSO4 → Zn SO4 + Cu

• Reacciones de doble desplazamiento:

Ag NO3 + NaCl → Na NO3 + AgCl

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Tipos de Reacciones químicas:

• Reacciones ácido-base (neutralización):

HCl + NaOH → Na Cl + HOH

• Reacciones de combinación (adición):

2 SO + O → 2SO2 SO2 + O2 → 2SO3

• Reacciones de descomposición(eliminación):

2 H2O → 2H2 +O2

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Reacciones de oxido-reducción

Fe0 + O0 → O-2 + Fe+2 → FeO

Agente oxidante Agente reductor → Agente Oxidado Agente Reducido

Oxidación: Reacción química en la que ocurre una pérdida de electrones.

Reducción: Reacción química en la que ocurre una ganancia de electrones.

Como son reacciones simultáneas se denominan reacciones “REDOX”

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• Ejemplos:•

a) 2HgO → 2 Hg + O2

•• b) P4 + 6 Cl2 → P4 4 PCl3 ó P4 +10 Cl2 → 4PCl5•• c) 4 HgO → 2 Hg2O + O2• c) 4 HgO → 2 Hg2O + O2

•• d) H2SO4 + Mg (OH)2 → Mg SO4 + 2HOH•• e) N2 + 3H2 ⇋ 2NH3

•• f) 2Mg + Ti Cl4 → 2Mg Cl2 + Ti•• g) BaCl2 + NaSO4 → 2 Na Cl + BaSO4 (insoluble)

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Balanceo de Ecuaciones

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Métodos

• Tanteo

• Algebraico

• Redox

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