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Anexo- Tarea 3

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Javier Andrés Meneses Aguirre___________________

_____________Ingeniería Industrial___________________

Contacto: [email protected]_________________

Universidad Nacional Abierta y a Distancia Noviembre 15, 2018

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD - Vicerrectoría Académica y de Investigación - VIACI Escuela: Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Programa: Ciencias Básicas Curso: Química General Código: 201102 Introducción.

Los Cambios Químicos son modificaciones que se pueden observar solo cuando se presenta un cambio en la composición de la sustancia. En un cambio químico puede producirse un gas, puede haber desprendimiento de calor. Puede ocurrir un cambio de color o puede aparecer una sustancia insoluble. Una reacción química es la manifestación de un cambio químico, mediante el cual una sustancia o varias sustancias denominadas reactivos, originan o se transforman, en otras distintas llamadas productos de la reacción.

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD - Vicerrectoría Académica y de Investigación - VIACI Escuela: Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Programa: Ciencias Básicas Curso: Química General Código: 201102 Ejercicio 1. Reacciones químicas. Tabla 1. Clasificación de las reacciones Químicas. Reacción B. CaCO3 → CaO + CO2

Clasificación de la reacción REACCION DE DESCOMPOSICION. Se clasifica como de DESCOMPOSICIÓN ya que el carbonato de calcio forma como productos el dióxido de carbono (CO₂) y el óxido de calcio (CaO). La descomposición se hace por medio de calor, la cual va a producir oxido de calcio + dióxido de carbono, la reacción química esta balanceada, el carbonato de calcio tiene un peso molecular de 100.0869g/mol, lo cual nos va a producir 56.0774g/mol de Oxido de calcio +44.01g/mol de dióxido de carbono. En una reacción de descomposición química, una sustancia compuesta se "rompe" de manera que esta produce dos o más sustancias distintas.

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Ejercicio 2. Balanceo de ecuaciones: óxido-reducción e ión electrón Tabla 2. Balanceo de Reacciones Químicas método oxido-reducción. Reacción química a balancear Ag + HNO3 -> AgNO3 + NO2 + H2O Proceso de Balanceo Números de oxidación de cada elemento. Elemento:

Ag

H

N

O

Ag

N

O

N

O

H

O

Número de oxidación:

1

1

5

-2

1

5

-2

3

-2

1

-2

Identificación de los elementos que varían el número de oxidación. +1

H+1N+5O-23Ag+1N+5O-23N+3O-22H+12O

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD - Vicerrectoría Académica y de Investigación - VIACI Escuela: Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Programa: Ciencias Básicas Curso: Química General Código: 201102 Agente oxidante y agente reductor. En esta reacción redox, la plata metal se oxida a ion plata y el ion nitrato se reduce a NO (gas) Se disuelve en ácidos oxidantes y puede presentar los estados de oxidación +1, +2 y +3, siendo el más común el estado de oxidación +1.

Selección y ajuste de las semireacciones. Ag --------> Ag(+) + e 4 H(+) + NO3(-) + 3 e -------------> NO + 2 H2O

Ajuste de la reacción. Ag + 2 HNO3 = AgNO3 + NO2 + H2O Reacción Balanceada

Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NO2 + H2O Tabla 3. Balanceo de Reacciones Químicas método Ion electrón. Reacción química a balancear Zn + NO3- -> Zn(OH)42- + NH3

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Proceso de Balanceo Paso 1. Se escribe una ecuación desequilibrada que contiene todos los reactantes y productos de la reacción química. Zn + NO3- → Zn(OH)42- + NH3

Paso 2. Se dividir la reacción redox a las semi-reacciones a.Se determinan los números de la oxidación de cada átomo que aparece en la reacción Zn0 + N+5O-23- → Zn+2(O-2H+1)42- + N-3H+13

b. Se identifican los pares redox de todos los átomos que han sido oxidados O: (Zn) Zn0 → Zn+2(O-2H )

+1 42-

R:(N) N+5O-23- → N-3H+13 C .Se combinan los pares redox en dos reacciones parciales O: Zn0 → Zn+2(O-2H+1)42-

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD - Vicerrectoría Académica y de Investigación - VIACI Escuela: Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Programa: Ciencias Básicas Curso: Química General Código: 201102 R: N+5O-23 → N-3H+13 -

Paso 3. Se equilibran los átomos en las semi-reacciones A.Se equilibran todos los átomos excepto del oxígeno y del hidrógeno. O: Zn → Zn(OH)42R: NO3- → NH3 B. Se equilibran los átomos del oxígeno O: Zn + 4H2O → Zn(OH)42R: NO3- → NH3 + 3H2O C. Se equilibran los átomos del hidrógeno O: Zn + 4H2O → Zn(OH)42- + 4H+ R: NO3- + 9H+ → NH3 + 3H2O

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D. En las reacciones en el medio alcalino para cada ion H+ presente en la ecuación se añade un ion OHrespectivo a cada lado de la ecuación. O: Zn + 4H2O + 4OH- → Zn(OH)42- + 4H2O R: NO3- + 9H2O → NH3 + 3H2O + 9OHPaso 4. Se equilibran las cargas. O: Zn + 4H2O + 4OH- → Zn(OH)42- + 4H2O + 2eR: NO3- + 9H2O + 8e- → NH3 + 3H2O + 9OHPaso 5. Se iguala el número de los electrones perdidos y recibidos. O: Zn + 4H2O + 4OH- → Zn(OH)42- + 4H2O + 2e| *4 R: NO3- + 9H2O + 8e- → NH3 + 3H2O + 9OH-

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD - Vicerrectoría Académica y de Investigación - VIACI Escuela: Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Programa: Ciencias Básicas Curso: Química General Código: 201102 O: 4Zn + 16H2O + 16OH- → 4Zn(OH)42- + 16H2O + 8eR: NO3- + 9H2O + 8e- → NH3 + 3H2O + 9OHPaso 6. Se suman las semi-reacciones. 4Zn + NO3- + 25H2O + 16OH- + 8e- → 4Zn(OH)42- + NH3 + 19H2O + 8e- + 9OH-

Paso 7. Se acorta la ecuación. 4Zn + NO3- + 6H2O + 7OH- → 4Zn(OH)42- + NH3

Paso final: Y al final, siempre se verifica el equilibrio de las cargas y de los elementos. Distintos tipos de átomos en un lado de la ecuación es adecuada a su suma en el otro lado.

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Se verifica si la suma de las cargas eléctricas en el lado izquierdo de la ecuación equivale a la suma en el lado derecho. No importa cuál sea la suma, siempre y cuando es idéntica en ambos lados.

4*0 + 1*-1 + 6*0 + 7*-1 = 4*-2 + 1*0 -8 = -8 Reacción Balanceada

4Zn + NO3- + 6H2O + 7OH- → 4Zn(OH)42- + NH3

4Zn

Ejercicio 3. Cuantificación de materia. Tabla 4. Cuantificación de la materia (Ítem A). La producción de hidróxido de sodio (NaOH) se puede llevar a cabo a partir de la reacción del sodio (Na) y el agua (H2O), como muestra la siguiente reacción. 2 Na + 2 H2O -> 2 NaOH + H2

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD - Vicerrectoría Académica y de Investigación - VIACI Escuela: Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Programa: Ciencias Básicas Curso: Química General Código: 201102 2 Na Gramos

46

moles

1

2 H2O +

72

2 NaOH ->

H2 +

127,968

2

1,6

1,6 0,8

Cálculos Calcular la cantidad de moles para: A.

46 gramos de sodio (Na).

Na = 2 x 22.990 = 45.98 𝑛= 𝒏=

B.

1.6 gramos de hidrógeno(H2) H= 1X2 = 2 𝑛=

𝑚(𝑔) 𝑀(

𝑔 ) 𝑚𝑜𝑙

𝑚(𝑔) 𝑀(

𝑔 ) 𝑚𝑜𝑙

𝟒𝟔𝒈 𝟒𝟓,𝟗𝟖𝒈/𝒎𝒐𝒍

= 𝟏𝒎𝒐𝒍

𝑛=

1,6𝑔 2𝑔/𝑚𝑜𝑙

= 0,8𝑚𝑜𝑙

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Calcular la cantidad de gramos para: C. 2 moles de agua (H2O)

D. 1.6 moles de hidróxido de sodio(NaOH)

H=4 X 1=

Na =2 x 22,990 = 45,98

4

0=2 X 16=32 𝑛=

𝑛=

𝑚(𝑔) 𝑀(

32

H = 1 X2 =

𝑔 ) 𝑚𝑜𝑙

72𝑔 36𝑔/𝑚𝑜𝑙

O= 16 X 2=

= 2𝑚𝑜𝑙

𝑛=

127.968𝑔 79.98𝑔/𝑚𝑜𝑙

2

= 1.6𝑚𝑜𝑙

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD - Vicerrectoría Académica y de Investigación - VIACI Escuela: Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Programa: Ciencias Básicas Curso: Química General Código: 201102 Ejercicio 4. Estequiometria, reactivo limite, pureza de los reactivos, rendimiento de una reacción. Tabla 9. Cálculos estequiométricos. Enunciado del ejercicio B.B.Qué cantidad de hidróxido de sodio (NaOH) se produce al reaccionar 5 gramos de sodio (Na) de pureza 67% con 4 gramos de agua (H2O), si el rendimiento de reacción es del 91%. Na + H2O → NaOH + H2

Cálculos y solución.

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4𝑔 = 0,222𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒 𝐻2 𝑂 18𝑔/𝑚𝑜𝑙 el reactivo limitante es el Na 𝑛=

0,145 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑁𝑎 𝑥

2𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐻2 𝑂 2𝑚𝑜𝑙𝑁𝑎

= 0,145 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐻2 𝑂

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2𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑁𝑎

0,222mol de 𝐻2 𝑂𝑥 2𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐻

2𝑂

= 0,222𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑁𝑎

40𝑔𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗ 0,222𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑂 = 4,44𝑔𝑁𝑎𝑂𝐻 "𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑇𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜" 2𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝐻2 𝑂 Se debe calcular el rendimiento de la reacción: 𝑅𝑅 %= ∗ 100 𝑅𝑇 % ∗ 𝑅𝑇 𝑅𝑅 = 100 91% ∗ 4,44𝑔 𝑅𝑅 = = 4,04𝑔𝑁𝑎𝑂𝐻 100% Se producen 4,04gr de Hidróxido de sodio

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Conclusiones

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Este proceso fue muy enriquecedor porque permite aprender y conocer sobre las diferentes reacciones químicas. que son de suma importancia, ya que son fenómenos que vemos a diario en nuestra vida y son la base de la realización de las funciones vitales y las demás actividades del hombre o cualquier otro ser vivo, como por ejemplo la respiración es una reacción química, ya que al organismo entra O2 y sale CO2. Además todas las sustancias que usamos o usan los demás seres vivos fueron producto de reacciones químicas. Este trabajo nos permite balancear correctamente cualquier ecuación química por el proceso de tanteo, así como también podremos reconocer si una ecuación química se encuentra correctamente balanceada y tendremos la capacidad de poder transmitir nuestros nuevos conocimientos a otros estudiantes. La estequiometria nos sirve para calcular y conocer la cantidad de materia de los productos que se forman a partir de los reactivos.

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Bibliografía

Bottani, E., Odetti, H., Pliego, O., & Villareal, E. (s.f.). Quiimica General (Segunda ed.). Santa fe, Argentina: Universidad Nac. del Litoral. Recuperado el 17 de Noviembre de 2018 Garritz, A. (s.f.). Tú y la química (Primera Edicion,2001 ed.). (2. Pearson Educación, Ed.) Mexico. Recuperado el 17 de Noviembre de 2018 Garritz, A. (s.f.). Tú y la química (Primera Edición,2001 ed.). (2. Pearson Educación, Ed.) Mexico. Recuperado el 17 de Noviembre de 2018 Navarro, R. (2013). Reacciones Quimicas. (2. Rocío Navarro Lacoba, Ed.) Recuperado el 17 de 11 de 2018 Pérez, G. (s.f.). Quimica 1,Un Enfoque Constructivista, Volumen1. (2. Pearson Educación, Ed.) Mexico,D.F. Recuperado el 17 de Noviembre de 2018