TIPOS DE REACCION QUIMICA
FLOREZ J.; PARRA R.
RESUMEN
Reconocer detalladamente las diferentes clases de reacciones químicas por medio de la práctica o la experimentación, para así poder establecer una relación entre los principios teóricos y los hechos experimentales, lo cual permitirá diferenciar los tipos tipos de reacciones, cómo y por qué se producen, y extraer provecho de ellas. Además de la posibilidad de predecir la reacción de la sustancia en caso futuro y señalando con las evidencias hechas que ocurrió un cambio químico.
INTRODUCCION Las Las reac reacci cion ones es quím químic icas as ocur ocurre ren n contin continuam uament ente e en la natura naturalez leza, a, pero pero tamb tambié ién n pued pueden en repr reprod oduc ucir irse se en el laboratorio de forma controlada. Existen varios tipos de procedimientos por medio de los cuales se forman los compuestos dependiendo además del tipo de reacción al que se encuentre sometido, estas reacciones o cambios químicos es todo todo un proc proces eso o dond donde e paso paso a paso paso,, inte intera ract ctúa úan n una una o más más sust sustan anci cias as o reactivos, dándole paso a una trans ransfo form rmac ació ión n con con prop propie ieda dade dess y cara caract cter erís ístitica cass dist distin inta tas. s. Todo Todo esto esto debido a un factor energético que hace posible que los átomos que forman los reactivos de lugar a los productos.[1] Se cono conoce cen n mill millon ones es de reac reacci cion ones es dife difere rent ntes es,, y cada cada día día se desc descub ubre ren n algu alguna nass mas, mas, much muchas as son son de enor enorme me importancia vital o industrial. En ocas ocasio ione ness no es fáci fácill dete detect ctar ar el tran transc scur urso so de una una reacc reacció ión n quím químic ica. a.
Algunos hechos pueden servirnos como indicativos de un cambio químico; La apar aparic ició ión n repe repent ntin ina a de sust sustan anci cias as sólidas (Precipitados); el desprendimiento de gases, el aumento o dismin disminuci ución ón brusco bruscoss de temper temperatu atura ra y los los camb cambio ioss de colo colorr son, son, quiz quizás ás,, los los más destacados. La importancia de dichas reacciones es notoria en muchos aspectos de la vida diaria en fenómenos tales como explosiones; procesos vitales tales como alimentación, respiración etc. Todas las sustancias que a diario utilizamos son o fueron producto de reacciones químicas que es fundamental que no s familiaricemos.[2]
PARTE EXPERIMENTAL Con una espátula se tomo aproximadame aproximadamente nte 2g de oxido de calcio, calcio, y en un tubo de ensayo procedimos a mezclarlo con 10ml de agua destilada.
Lueg Luego o se añad añadió ió 2 gota gotass de solu soluci ción ón etanolica de fenolftaleína. Se tomo dos granalla se zinc y se coloco en un tubo de ensayo. Luego se agrego gota a gota 2 ml de acido clorhídrico. Notando esto se procedió a colocar un cerrillo cerrillo encendido encendido en la boca del tubo de ensayo. De la misma manera utilizamos el acido sulfúrico en lugar del acido clorhídrico y le agregamos la granalla de zinc y se anotaron los cambios.
alcanzar el pH. De esta manera lograr la reacción al echar las gotas de fenolftaleína, a su vez cambio de color rojo o fucsia, alcanzando la concentración de iones OH- suficientes para hacer virar el color. (Figura (Figura 1). Ca Ca( ( OH OH ) 2 La soluci solución ón de hidróxido de calcio en agua es una base fuerte que reacciona violen violentame tamente nte con ácidos y ataca varios metales
Por último se hizo el ultimo procedimien procedimiento to pero con el acido nítrico nítrico y el zinc. En otro tubo de ensayo se vertió una cant cantiidad dad de 5 ml de acid acido o cúpr cúpric ico o pent pentah ahid idra rata tado do para para lueg luego o agre agrega garr a granallas de zinc y se dejo bajo observación durante unos minutos. Con 5 ml de cloruro de sodio en un tubo de ensayo se procedió a adicionarle 2 ml de nitrato de plata y observamos que fenómenos ocurrieron.
CALCULOS Y RESULTADOS Resultados; Los Los res resulta ultado doss de las diferentes reacciones de cada sustancia con otra, muestran que; Después que se mezclara el oxido de calcio + agua (ecuación1), Lo que ocurrió es que el hidróxido de calcio* que teóricamente se formó al echar óxido de calcio en el agua (figura 1). Es muy poco soluble en el, mas sin embargo se logro mezclar para lograr una fase aparentemente y por lo tanto nos dio la sufici suficient ente e cantid cantidad ad de iones iones OH- para para
(ecuación1), CaO + H2O--------------------- Ca (OH)2 = (resultado1) Hidróxido de calcio solución de hidróxido hidróxido de calcio en *La solución agua es una base fuerte que reacciona violentamente con ácidos y ataca varios meta metale les, s, por esta sta raz razón es que la fenolftaleína da el color violeta, por que la solución resulto una base.
En este caso la reacción de las granallas de zinc + acido clorhídrico, nos muestra que que el Zinc Zinc,, un metal, metal, que al esta estarr en contacto con el acido clorhídrico reacciono reacciono inmediatam inmediatamente ente produciendo produciendo Hidrógeno vigorosamente (figura 2).
Después de aproximadamente un minu minuto to,, el Zinc Zinc ha reac reacci cion onad ado o por por completo,
(resultado2.3) nitrato de zinc + hidrogeno gaseoso (ecuación4)
(Figur (Figuraa 2) reacción del Zn + 2 HCl produciendo burbujas
(ecuación2) 2 HCl --------→ ZnCl 2 + H2 (gas)
Zn +
(resultado2.1) cloruro de zinc + hidrogeno gaseoso. Igual que lo anterior, a unas granallas de zinc, se procedió a agregarle unas gotas acido sulfúrico, (ecuación3) H2SO4 + Zn --> ZnSO4 + H2 (gas)
(resultado2.2) sulfato de zinc + hidrogeno gaseoso.
La reacción entre acido nítrico y zinc es que hay liberación de H y el Zn reemplaza al hidrogeno para formar;
2HNO3+Zn--------------->Zn (NO3)2+H2 El experimento3) después de dejar un tiem tiempo po prude rudent nte e el sulf sulfa ato cúpr cúpric ico o pentahidratado(figura3) mas en zinc inc. Al mezclar el compuesto, el elemento y el agua, ocurre una reacción, donde zinc adquiere una coloración idéntica a la del cobre, rojo pardo brilloso. Al sacar el zinc del tubo de ensayo, todo este se había vuelto de color rojo pardo. Se rayo el zinc con la espátula, una capa que se había formado se salió, y quedo en el lugar rayado, la coloración del zinc. Lo que sucedió es que el zinc se cargó nega negatitiva vame ment nte, e, y el cobr cobre e se carg cargo o posi posititiva vame ment nte. e. La reac reacci ción ón prod produj ujo o sulfato de zinc y cobre puro. (ecuación5) CuSO4+Zn--------->ZnSO4+Cu (resultado3) Sulfato de Zinc + Cobre (figura3) sulfato cúprico en tubo de ensayo
una solución de cloruro de sodio y al mezclarla con una solución de nitrato de plata*, se produce una mezcla de color blanco que luego se precipita precipita porque la plata se separa del ion NO3 en la solución al mismo tiempo cuando la plata entra en contacto con el ion cloro se forma cloruro de plata, un compuesto que es insoluble
Cálculos: la tabla muestra los tipos de reac reaccción ión y la que que corr corres espo pond nda a a la estudiada en el laboratorio. Tabla #1 tipos de reacciones en los experimentos
Nombre
(ecuación5) NO3Ag+ClNa -> NO3Na + ClAg (resultado4) nitrato de sodio + Cloruro de plata
*el nitrato de plata, sirve para detectar al clor cloro o en las las solu soluci cion ones es,, de mane manera ra cualitativa y cuantitativa cuantitativa (figura4)
Reacción síntesis
Descripción
Representación
B+C → BC Elem Elemen ento toss o Ej.: compuestos CaO + H2O= sencillos los se de unen para Ca (OH)2 formar un compuesto Hidróxido de más complejo. calcio(ecuación1)
Un compuesto compuesto Reacción de se frag fragme ment nta a descomposició en elem elemen ento toss BC → B+C n o compue compuesto stoss más sencillos. C + AB → AC+B Un elem elemen ento to Ej: Reacción de reemplaza a (ecuación2) desplazamient otro en un (ecuación3) o simple compuesto. (ecuación4) Los Los ione ioness en un compue compuesto sto AB+CD= CB+AD cambian Ej: Reacción de lugares con los NO3Ag+ClNa = doble ione ioness de otro otro desplazamient compuesto NO3Na + ClAg o para formar dos sustancias (ecuación5) diferentes.
DISCUSIÓN
Los Los prod produc ucto toss obte obteni nido doss a part partir ir de ciertos tipos de reactivos dependen de las condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudi estudio o cuidad cuidadoso oso se compru comprueba eba que, que, aunq aunque ue los los prod produc ucto toss pued pueden en vari variar ar según cambien las condiciones, determ determina inadas das cantid cantidade adess perman permanece ecen n cons consta tant ntes es en cualq ualqui uier er reac reaccción ión química. Como otros que pueden camb cambia iarr por por comp comple leto to y form formar ar otro otross compuestos con características distintas [3] Entre los que usamos en el laboratorio se dan a conocer su composición y su información para su uso y manejo, por ejemplo;
Oxido de Calcio CaO blanco Aspecto y color: Polvo higroscópico. Olor: Inodoro. Dens Densid idad ad rela relati tiva va (agua (agua=1 =1): ): 3.3-3.4 Solubilidad en agua: Reacciona formando hidróxido de calcio. Reac Reacci cion ona a viol violen enta tame ment nte e con con ácid ácidos os fue fuertes rtes,, agua agua,, tric triclo loru ruro ro de clor cloro o o trifluoruro de boro, reacciona con agua gene genera rand ndo o el calor alor sufi suficcient iente e para para encender materiales combustibles.[4] Denominación: Fórmula: C20H14O4
Fenolftaleína
la fenolf fenolftal taleín eína a se presen presenta ta como como una sust sustan anci cia a en form forma a de polv polvo o amar amarilillo lo pálido. Se utiliza como indicador ácidobase base en anális análisis is químic químico. o. Reacti Reactivo vo de laboratorios [5].
Ácido clorhídrico, Es muy muy corrosivo y ácido. ácido. Se empl emplea ea comúnmente como reactivo químico y se trata de un ácido fuerte que se disocia comple completam tament ente e en disolu disolució ción n acuosa acuosa.. Una Una diso disolu luci ción ón conc concen entr trad ada a de ácid ácido o
clorhídrico tiene un pH de menos de 1; una disolución de HCl 1 M da un pH de 1 (Con 4 cm3 presentes en el agua es suficiente para matar al ser humano, en un litro de agua.[6]
Acido Sulfúrico El Ácido Ácido Sulfúr Sulfúrico ico,, de fórmul fórmula a H2SO4 H2SO4 (óleum: H2SO4 con SO3 en solución), a temp temper erat atur ura a ambi ambien ente te es un líqu líquid ido o corrosivo, es más pesado que el agua e inc incolor oloro o (a temp temper erat atu ura y pres presió ión n ambiente). El óleum tiene un olor picante y penetrante. Reactividad: Además de atacar muchos metales, el ácid ácido o sulf sulfúri úrico co conc concen entr trad ado o es fuer fuerte te agente oxidante y puede dar lugar a la ignición (inicio de explosión) al entrar en contacto con materia orgánica y compuestos tales como nitratos, carbu rburos, clorat ratos, etc. También reacci reacciona ona de forma forma exotér exotérmic mica a con el agua; agua; tiene tiene mayor mayor despre desprendi ndimie miento nto de calor cuando la proporción es de dos moléculas gramo de agua por molécula gramo gramo de ácido ácido sulfúr sulfúrico ico,, alcanz alcanzand ando o una una temp temper erat atur ura a de 158º 158ºC C (316 (316ºF ºF). ). Presenta una gran afinidad por el agua, debido a lo cual, produce deshidratació deshidratación n de los compuestos orgánicos a veces tan fuerte que llega a carbonizarlos. Corrosividad: Es un líqu líquid ido o alta altam mente ente corro orrossivo, ivo, particularmente en concentraciones bajo 77,67%, corroe roe los metales, con excepción del oro, iridio y rodio, dando lugar al desprendimiento de hidrógeno. [7]
Ácido nítrico El ácido nítrico, ácido trioxonítri trioxonítrico co (V) o trioxonitrato (V) de hidrógeno (H ( HNO3) es un líquid líquido o corrosivo, tóxico, tóxico, que que pued puede e ocasionar graves quemaduras. quemaduras. Propiedades físicas:
El áci ácido nítri ítrico co puro puro es un líqu líquid ido o viscos viscoso, o, incolo incoloro ro e inolor inoloro. o. A menudo menudo,, dist distin inta tass impu impure reza zass lo color olorea ean n de amarillo-marrón. A temperatura ambiente libera humos rojos o amarillos. El ácido nítric nítrico o concen concentra trado do tiñe tiñe la piel humana de amar amarilillo lo al cont contac acto to,, debi debido do a una una reacción con la Cisteína presente en la queratina de la piel. Propiedades químicas: El ácido nítrico es un agente oxidante potente; sus reacciones con compuestos como como los los cianuros, cianuros, carburos, carburos, y polvos metá metálilico coss pued pueden en ser ser explosivas explosivas.. Las reacciones del ácido nítrico con muchos comp compue uest stos os orgá orgáni nico cos, s, como como de la trementina, trementina, son son viol violen enta tass, la mezc ezcla siendo hiperbólica (es decir, auto infl inflam amab able le). ). Es un fuerte ácido: ácido: en solución acuosa se disocia completamente en un ion nitrato NO3 y un protón hídrico. Las sales sales del ácido ácido nítric nítrico o (que (que contie contienen nen el ion nitrato) nitrato) se llaman nitratos. nitratos. La casi totalidad de ellos son muy solubles en el agua agua.. El ácid ácido o nítr nítric ico o y sus sus sales, sales, los nitr nitrat atos os,, no debe deben n conf confun undi dirs rse e con con el ácido nitroso y sus sales, los nitritos.[8] nitritos.[8]
Cloruro de sodio Es un compue compuesto sto qu quími ímico co con fórmula Na NaCl Cl.[9] .[9]
la
Sulfato de cobre (CuSO4), vitr vitrio iolo lo azul azul,, pied piedra ra azul azul o caparrosa azul, es un compuesto químico químico derivado derivado del cobre que forma cristales azules, azules, solubles solubles en agua y metanol y ligeramente solu so lubl bles es en alcohol y glicerina. Su forma forma anhídr anhídrida ida (CuSO (CuSO4) es un po polv lvo o verd verdee o gris gris-b -bla lanc nco o páli pá lido do,, mi mien entr tras as qu quee la forma hidratada (CuSO4·5H2O) es azul azul brillante. Seguridad Toxico por ingestión, induce el vomito. Irritante en contacto prolongado con la piel, en este caso lavar la zona afectada con agua abundante. En contacto con los ojos lavar mínimo durante 15 minutos, y visitar el hospital para evaluar posibles daños al globo ocular.[10]
Nitrato de plata El nitrato de plata es una sal inorgánica, cuya fórmula es Ag AgN NO3. Este compuesto es muy utilizado para detectar la presencia de cloruro en otras soluciones. Cuando esta diluido en agua, reacciona con el cobre formando nitrato de cobre, se filtra y lo que se queda en el filtro es plata.[11] Permanganato de potasio El perman permangan ganato ato de po potasi tasio o (KMnO4) es un compuesto químico formado por iones potasio (K+) y permanganato (MnO4−). Es un fuer fuerte te agente oxidante. Tanto sólido como en
solución acuosa presenta un color violeta intenso. El KMnO 4 sólido es un oxidante muy fuerte, que mezclado con glicerina pura provocará una reac reacci ción ón fuert uertem emen ente te exot exotér érmi micca. Reac Reacci cion ones es de este este tipo tipo ocur ocurre ren n al mezc mezcla larr KMnO KMnO4 sólido con muchos materi materiale aless orgáni orgánicos cos.. Sus soluci solucione oness acuosas son bastante menos peligrosas, especialmente al estar diluidas. Mezc Mezcla land ndo o KMn KMnO4sólido con ácido sulfúrico concen concentra trado do forma forma Mn2O7 que provoca provoca una explos explosión ión.. La mezcla mezcla del permanganato sólido con ácido clorhídrico concentrado genera el peligroso gas cloro. cloro. El perm perman anga gana nato to manc mancha ha la piel piel y la ropa (al reducirse a MnO 2) y debería por lo tanto manejarse con cuidado.[12] Estos reactivos tienen las características de tener tener difere diferente ntess reacci reaccione oness que se observ observaro aron n en la experi experimen mentac tación ión,, se mostrara como ocurren detalladamente CLAS CLASES ES O TIPO TIPOS S DE REAC REACCI CION ONES ES QUÍMICAS: 1.1REA 1.1REACC CCION ION DE COMPOS COMPOSICI ICIÓN ÓN O SÍNTESIS: En las reacciones de síntesis o composición es donde dos reactantes se combinan para formar un solo producto. Muchos elementos reaccionan con con otro otro de esta esta mane manera ra para para form formar ar compuestos, por ejemplo (Ecuación ) 2CaO(s) + 2H2O (l)! 2Ca (OH)2(ac) En esta fórmula se mezclan 2 moles de
Oxido de calcio sólido con 2 moles de agua agua líquid líquida a reacci reacciona ona produc producien iendo do 2 moles de di hidróxido de calcio acuoso. 1.2 REACCION DE DESCOMPOSICION O ANÁLIS ANÁLISIS: IS: Este Este tipo tipo de reacci reacción ón es contraria a la de composición o síntesis ya que en esta no se unen 2 o más moléculas para formar una sola, sino que una sola molécula se divide o se rompe para para form formar ar vari varias as moléc olécul ulas as más más sencillas, por ejemplo (ecuación ) 2HgO (s)! 2Hg (l) + O2(g) en esta formula una 2 molécula de oxido de mercurio sólido se descomponen o divi divide den n para para form formar ar 2 molé molécu cula lass de mercurio y una de oxigeno, las cuales son más sencillas que la primera. 1.3 REACCION REACCION DE DESPAZAMIEN DESPAZAMIENTO TO O SUTITUCION: En este tipo de reacción, un elemento libre sustituye y libera libera a otro otro elemen elemento to presen presente te en un compuesto, su ecuación general es (Ecuación) CuSO4 + Fe ! FeSO4 + Cu En esta reacción un mol de sulfato de cobre con 1 mol de hierro para formar sulfato de hierro y cobre 1.4 REACCION DE DOBLE SUTITUCION O DOBLE DESPL ESPLAZ AZAM AMIE IEN NTO: Son Son aque aquelllas las reacciones que se dan por intercambio de átomos entre los reactivos (Ecuación) AB + CD----------------- AC + BD Por Ejemplo (Ecuación) K2S + MgSO4 ! K2SO4 + MgS En esta reacción 1 mol de sulfuro de pota potassio reac reaccciona ionan n con sulf sulfat ato o de magnesio magnesio para formar sulfato de potasio potasio y sulfuro de magnesio. [13]
Metales La mayor parte de los elementos metálicos exhibe el lustre brillante que asociamos a los metales. Los metales conducen el calor calor yy la electricidad electricidad,, son maleables (se pueden golpear para formar láminas delgadas) y dúctiles (se pueden estirar para formar alambres). Todos son sólidos a temperatura ambiente con excepción del mercurio (punto de fusión =-39 ºC), que es un líquido. Dos metales se funden ligeramente arriba de la temperatura ambiente: el cesio a 28.4 ºC y el galio a 29.8 ºC. En el otro extremo, muchos metales se funden a temperaturas muy altas. Por ejemplo, el cromo se funde a 1900 ºC. Los metales tienden a tener energías de ionización bajas y por tanto se oxidan (pierden electrones) cuando sufren reacciones químicas. químicas. Los metales comunes tienen una relativa facilidad de oxidación. Muchos metales se oxidan con diversas sustancias comunes, incluidos 02 Y los ácidos ácidos.. Se utilizan con fines estructurales, fabricación de recipientes, conducción del calor y la electricidad. Muchos de los iones metálicos cumplen funciones biológicas importantes: hierro, calcio, magnesio, sodio, potasio, cobre cobre,, manganeso, cinc, cobalto, molibdeno, cromo, estaño, vanadio, níquel,.[14]
CONCLUSION Se argumen argumentar tar que en las reaccion reacciones es quím químic icas as hay hay proc proces esos os en dond donde e se forman sustancias a partir de otras, y no hay conservación de ella por que siem siempre pre por por lo meno menoss una una sust sustan anci cia a diferente a la original, esto ocurre por que hay interacción de las sustancia lo que permi rmitió la observación en el laboratorio de las diferentes reacciones químicas, dado los resultados se coloco en una tabla permitiendo así la clasificación de las reacciones obtenidas en el laboratorio.
BIBLIOGRAFIA Chang, Chang, R, quimica, quimica, 9 edición, edición, editoria editorial l Mac Graw Hill, México 2009, pág. 128 – 139[1-2] Handb Handboo ook k of Chemi Chemistr stry y and and Physi Physics cs ,
71st 71st edit editio ion, n, (pag (pag.. 30-4 30-45) 5)[[ Ann Ann Arbo Arbor, r, Michigan, 1990. En español3-12] http://es.wikipedia.org/wiki/Reaccion septiembre 27 2009 [13-14]