Simbología utilizada en las ecuaciones químicas




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títuloSimbología utilizada en las ecuaciones químicas
fecha de publicación13.01.2016
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REACCIONES QUÍMICAS



Sabemos que la materia experimenta cambios químicos cuando cambia su estructura o composición, en nuestro entorno ocurren constantemente estos cambios (combustión de la gasolina en un automóvil, el crecimiento de las plantas, elaboración de alimentos, etc.) Los cambios o transformaciones químicas que experimentan las sustancias reciben el nombre de reacciones químicas, estas transformaciones las podemos evidenciar al observar un cambio de color, la formación de un sólido (precipitado), la producción de un gas o calor, etc. Cuando la materia experimenta un cambio químico se parte de un “estado inicial” llamado reactivo; una vez realizado el cambio se llega al “estado final”, denominado producto.
A + B C + D

Reactivos Productos

En el lenguaje químico, una reacción química se representa mediante una ecuación química, que es una forma abreviada para describir una reacción química por medio de símbolos y fórmulas.

SIMBOLOGÍA UTILIZADA EN LAS ECUACIONES QUÍMICAS


La simbología utilizada en las ecuaciones químicas nos proporciona información, la cuál hay que saber interpretar. Δ

2HgO 2Hg + O2

2HCl(ac) + ZnS(s) ZnCl2 (ac) + H2S

SIMBOLO

SIGNIFICADO

UBICACIÒN

+

Reactivos – “reacciona con”

Productos – separación de 2 sustancias

Entre 2 sustancias




Produce

Separa a reactivos de productos.

Entre reactivos y productos




Indica una reacción reversible

Equilibrio entre reactivos y productos

Entre reactivos y productos

(s), (l), (g)

Estado físico de la sustancia

Subíndice de la sustancia

(ac)

Indica que el reactivo o producto está en solución acuosa

Subíndice de la sustancia

Δ

Si la reacción absorbe o desprende calor.

Δ (absorbe) , C + Δ (desprende)

Arriba, abajo o

o después de la flecha




Sólido o precipitado que se forma

Solo en los productos.

Lado derecho de la sustancia o elemento




Gas que se desprende

Solo en los productos.

Lado derecho de la sustancia o elemento


MnO2

Indica la presencia de un catalizador

Sustancia que modifica la velocidad de reacción

Arriba o debajo de la flecha.


CLASIFICACIÓN DE LAS REACCIONES



A las reacciones químicas se les agrupa o clasifica de varias formas, dependiendo de la condición o característica que se tome en cuenta.

REACCIONES DE PRECIPITACIÓN

Es un tipo común de reacción en disolución acuosa que se caracteriza por la formación de un producto insoluble o precipitado.

Un precipitado, es un sólido insoluble que se separa de la disolución. En las reacciones de precipitación por lo general participan compuestos iónicos.

Generalmente los metales de transición más pesados y más conocidos en la tabla periódica son las que forman precipitados (Au, Ag, Pb, Hg).
PbNO3(ac) + 2 NaI(ac) PbI2(s) + 2 NaNO3(ac)
REACCIONES DE NEUTRALIZACIÓN

Las reacciones entre ácidos y bases se denominan reacciones de neutralización; mediante éstas sus propiedades se nulifican o neutralizan (del latín neuter = ninguno), de tal forma que los productos de estas reacciones no tienen las propiedades características ni de las soluciones ácidas, ni de las básicas. Generalmente, en las reacciones acuosas ácido-base se forma agua y sal generándose un desprendimiento de calor.

En estas reacciones un compuesto de naturaleza básica reacciona con uno de naturaleza ácida:

Ácido + Base Sal + Agua




HCl(ac) + NaOH(ac) NaCl(ac) + H2O(ac)

H2SO4 + KOH Na2SO4 + H2O

Óxido Ácido + Base Sal + Agua

SO3 + NaOH Na2SO3 + H2O

Óxido Básico + Ácido Sal + Agua

CuO + HNO3 Cu(NO3)2 + H2O

Óxido Básico + Óxido Ácido Sal

CuO + SO3 CuSO4

REACCIONES DE OXIDACIÓN - REDUCCIÓN

En este tipo de reacciones el evento químico clave es el movimiento neto de electrones de un reactivo a otro, se consideran como reacciones de transferencia de electrones. Tal movimiento de un electrón con carga eléctrica negativa ocurre en la formación de compuestos iónicos y covalentes.

0 0 +4 -2

C + O2 CO2

REACCIONES DE COMBUSTIÓN

Cuándo una sustancia se combina con el oxígeno, se dice que sufre una combustión.

C(s) + O2 CO2(g)

Todas las reacciones de combustión son procesos redox.

Las reacciones de combustión que usamos para producir energía implican mezclas orgánicas como carbón, gasolina o gas natural como reactivos. Estas mezclas consisten en sustancias con muchos enlaces Carbono-Carbono y Carbono-Hidrógeno. Durante la reacción, estos enlaces se rompen, y cada átomo de C e H se combina con oxígeno. Por tanto, los productos típicamente consisten de CO2 y H2O, acompañados de la liberación de grandes cantidades de luz y calor, a menudo como flama.

A continuación se muestra la reacción de combustión del Metano.

CH4(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(l)

Hidrocarburo (metano) Oxígeno Bióxido de Carbono Agua
La combustión del hidrocarburo Butano, que se usa en los encendedores, es típica:
C4H10 (g) + O2 (g) CO2 (g) + H2O (l)

Hidrocarburo (Butano) Oxígeno Bióxido de Carbono Agua

POR LA FORMA DE PRODUCIR SUSTANCIAS



Podemos clasificar a las reacciones de acuerdo a la forma de producir sustancias. Cuándo comparamos el número de reactivos y productos, se presentan cuatro tipos de reacciones:
REACCIONES DE SÍNTESIS O COMBINACIÓN

Son aquéllas en las cuáles se combinan dos o más reactivos para formar un producto.

A + B C

Como ejemplos tenemos la formación de una base, ácido o un óxido.

Metal + Oxigeno Óxido Metálico

Hg + O2 HgO
Óxido Metálico + Agua Base o Hidróxido

HgO + H2O Hg(OH)2
No Metal + Oxigeno Anhídrido

C + O2 CO2
Anhídrido + Agua Oxiácido

CO2 + H2O H2CO3
REACCIONES DE DESCOMPOSICIÓN

Son la inversa de las reacciones de síntesis, es este caso el reactivo absorbe la suficiente energía para romper enlaces y descomponerse en dos o más productos.

Δ

C A + B


  1. DESCOMPOSICIÒN TÉRMICA

Cuándo la energía absorbida es calor, la reacción es una descomposición térmica.

Una delta (Δ), arriba de la flecha de producción indica que se requiere calor para la reacción.

Δ

HgO(s) Hg + O2


  1. DESCOMPOSICIÓN ELECTROLÍTICA

La mayoría de los compuestos que absorben energía eléctrica se descomponen en sus elementos por el proceso de electrólisis.

Electricidad

MgCl2 Mg + Cl2
REACCIONES DE SUSTITUCIÓN O DESPLAZAMIENTO SIMPLE

Son aquéllas en la que un elemento desplaza a otro que se encuentra formando parte de un compuesto.

Este tipo de reacciones tienen el mismo número de reactivos y de productos.

Ocurren cuándo un átomo (o ión) en un compuesto es desplazado por otro átomo (o ión).

A + BC AB + C

El elemento que desplaza es un metal o halógeno, el cuál debe ser más activo que el desplazado.

Uno de los productos característicos de estas reacciones es el Hidrógeno.

        1. Un metal desplaza H2 del agua o de un ácido.

Al(s) + HClac) AlCl3 + H2

Al(s) + HOHac) Al(OH)3 + H2


  1. Un metal desplaza otro ión metálico de una sal.

Fe(s) + CuSO4 ac) Cu (s) + FeSO4 (ac)


  1. Un halógeno desplaza un ión haluro de la solución.

Cl2 (g) + KBr (ac) Br2 (l) + KCl (ac)
REACCIONES DE DOBLE SUSTITUCIÓN, DESPLAZAMIENTO Ó METÁTESIS

En este tipo de reacciones existe una sustitución doble de un elemento por otro, es decir, dos compuestos intercambian sus constituyentes para formar nuevos compuestos.

AB + CD AD + BC

Las reacciones de precipitación y ácido-base son los ejemplos más importantes de reacciones de metátesis. Cabe hacer notar, que en estas reacciones al no sufrir ningún átomo cambio alguno en su número de oxidación, no son consideradas como procesos redox.

AgNO3(ac) + KBr(ac) AgBr(s) + KNO3(ac) Rx de Precipitación

HCl + NaOH NaCl + H2O Rx Ácido - Base

POR SI SON FORZADAS O NO



Si tomamos en consideración que las reacciones pueden ser forzadas o no para que se lleven a cabo, estas se dividen en:

REACCIONES ESPONTÁNEAS

Son aquéllas reacciones que ocurren espontáneamente, es decir, no es necesario utilizar alguna sustancia externa para que se realice la reacción.

H2 + O2 H2O
REACCIONES CATALÍTICAS

Son aquéllas reacciones dónde es necesario recurrir a otras sustancias químicas, que sirven para iniciar, acelerar o retardar la velocidad de reacción.

Hay muchas situaciones en las cuáles la velocidad de reacción debe de incrementarse para que sea útil. En un proceso industrial, por ejemplo, una velocidad alta a menudo determina si un nuevo producto puede fabricarse económicamente. Algunas veces podemos acelerar una reacción lo suficiente con un aumento de la temperatura, pero la energía es costosa y muchas sustancias son sensibles al calor y se descomponen fácilmente.

Alternativamente, a menudo, podemos utilizar un catalizador.

Aún la célula bacteriana más simple emplea miles de catalizadores biológicos, conocidos como enzimas, para acelerar sus reacciones celulares. Todo organismo depende de las enzimas para sustentar la vida. Un catalizador es una sustancia que modifica la velocidad de una reacción química sin ser consumida, es decir no interviene ni como reactivo ni como producto; generalmente acelera las reacciones de forma directa e inversa. Una reacción con un catalizador no produce más producto, pero sí lo forma más rápido.

A la acción de catalizar se le llama catálisis.
MnO2

2 H2O2 O2 + 2 H2O

POR EL SENTIDO DE LA REACCIÓN



De acuerdo con el sentido en que se llevan a cabo las reacciones químicas, pueden clasificarse como:
REACCIONES IRREVERSIBLES

Estas reacciones ocurren en un solo sentido hasta que finalizan. Se simbolizan usando una flecha que indica el sentido en que se realizan.

Es común que en este tipo de reacciones se formen compuestos insolubles que precipiten, gases que escapan, o algún compuesto no ionizado, esto ocasiona que los productos formados no puedan, bajo condiciones normales, reaccionar e integrar nuevamente los reactivos originales.
2 HgO 2 Hg (l) + O2 (g)
REACCIONES REVERSIBLES

Estas reacciones ocurren en ambos sentidos simultáneamente, y se llevan a cabo debido a que los productos formados en la reacción, vuelven a reaccionar entre sí originando nuevamente los reactivos originales, lo cual significa que la reacción se lleva a cabo en ambos sentidos hasta alcanzar el equilibrio.

Este equilibrio se alcanza cuando la reacción se desarrolla hacia la derecha a la misma velocidad que hacia la izquierda, manteniendo constante la concentración de los reactivos y productos. Se representan usando dos flechas con sentidos contrarios.
Equilibrio

NH3 + H2O NH4OH


POR SI ABSORBEN O DESPRENDEN CALOR



Las reacciones dependiendo si absorben o desprenden energía en forma de calor se clasifican en:

REACCIONES EXOTÉRMICAS

Son aquéllas en las cuáles se desprende o se libera calor.

HCl + NaOH NaCl + H2O + Δ

Las reacciones entre un ácido y una base (neutralización), generalmente producen sal y agua con desprendimiento de calor. Dentro de esta clasificación tenemos también a las reacciones de combustión, como el proceso llevado a cabo durante la respiración celular, en el cual quemamos los productos alimenticios orgánicos, como la Glucosa, por energía:

C6H12O6 (s) + 6 O2 (g) 6 CO2 (g) + H2O (g) + Energía

(Glucosa)

REACCIONES ENDOTÉRMICAS

Son aquéllas que para efectuarse necesitan de un suministro de calor, es decir los compuestos toman energía de los alrededores.

Δ

CaCO3 CaO + CO2

Muchas reacciones químicas son fácilmente reversibles, es decir, una vez formado el producto, éste se descompone para generar nuevamente a los reactivos.

A + B C + D
Por lo tanto, cualquier proceso que sea exotérmico en una dirección es siempre endotérmico en la dirección opuesta y viceversa.




CARACTERÍSTICAS Y EJEMPLO

CLASIFICACIÓN DE LAS REACCIONES QUÍMICAS

TOMANDO EN CUENTA UNA CARACTERÍSTICA O PROPIEDAD


Reacción de

Precipitación






Reacción de neutralización






Reacción de oxidación-reducción






Reacción de combustión





POR LA FORMA DE PRODUCIR SUSTANCIAS


Reacción de síntesis o combinación





Reacción de descomposición


Electrolítica



Térmica


Reacción de sustitución o desplazamiento simple




Reacción de doble sustitución, desplazamiento o metátesis




POR SI SON FORZADAS O NÓ


Espontáneas






Catalíticas





POR EL SENTIDO DE LA REACCIÓN


Reversibles






Irreversibles





POR SI ABSORVEN O DESPRENDEN CALOR


Exotérmicas






Endotérmicas






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