Química Exalumnas : 2017

Objetivos

- Resolver ecuaciones de reactivo limitante y rendimiento

- Comprender las diferentes reacciones químicas

Estequiometría

Es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre los reactivos y productos en el transcurso de una reacción química.Estas relaciones se pueden deducir a partir de la teoría atómica, aunque históricamente se enunciaron sin hacer referencia a la composición de la materia, según distintas leyes y principios.

El primero que enunció los principios de la estequiometría fue Jeremias Benjamin Richter (1762-1807), en 1792, quien describió la estequiometría de la siguiente manera:

«La estequiometría es la ciencia que mide las proporciones cuantitativas o relaciones de masa de los elementos químicos que están implicados (en una reacción química)».

También estudia la proporción de los distintos elementos en un compuesto químico y la composición de mezclas químicas.

Principio
Una reacción química se produce cuando hay una modificación en la identidad química de las sustancias intervinientes; esto significa que no es posible identificar a las mismas sustancias antes y después de producirse la reacción química, los reactivos se consumen para dar lugar a los productos.

A escala microscópica una reacción química se produce por la colisión de las partículas que intervienen ya sean moléculas, átomos o iones, aunque puede producirse también por el choque de algunos átomos o moléculas con otros tipos de partículas, tales como electrones o fotones. Este choque provoca que las uniones que existían previamente entre los átomos se rompan y se facilite que se formen nuevas uniones. Es decir que, a escala atómica, es un reordenamiento de los enlacesentre los átomos que intervienen. Este reordenamiento se produce por desplazamientos de electrones: unos enlaces se rompen y otros se forman, sin embargo los átomos implicados no desaparecen, ni se crean nuevos átomos. Esto es lo que se conoce como ley de conservación de la masa, e implica los dos principios siguientes:

El número total de átomos antes y después de la reacción química no cambia.
El número de átomos de cada tipo es igual antes y después de la reacción.

En el transcurso de las reacciones químicas las partículas subatómicas tampoco desaparecen, el número total de protones, neutrones y electrones permanece constante. Y como los protones tienen carga positiva y los electrones tienen carga negativa, la suma total de cargas no se modifica. Esto es especialmente importante tenerlo en cuenta para el caso de los electrones, ya que es posible que durante el transcurso de una reacción química salten de un átomo a otro o de una molécula a otra, pero el número total de electrones permanece constante. Esto que es una consecuencia natural de la ley de conservación de la masa se denomina ley de conservación de la carga e implica que:

La suma total de cargas antes y después de la reacción química permanece constante.

Las relaciones entre las cantidades de reactivos consumidos y productos formados dependen directamente de estas leyes de conservación, y por lo tanto pueden ser determinadas por una ecuación (igualdad matemática) que las describa. A esta igualdad se le llama ecuación estequiométrica.

Ecuaciones químicas

Una ecuación química es una representación escrita de una reacción química. Se basa en el uso de símbolos químicos que identifican a los átomos que intervienen y como se encuentran agrupados antes y después de la reacción. Cada grupo de átomos se encuentra separado por símbolos (+) y representa a las moléculas que participan, cuenta además con una serie de números que indican la cantidad de átomos de cada tipo que las forman y la cantidad de moléculas que intervienen, y con una flecha que indica la situación inicial y la final de la reacción. Así por ejemplo en la reacción:

$\mathrm {O_{2}+2\,H_{2}\to 2H_{2}O}$

Tenemos los grupos de átomos (moléculas) siguientes:

O₂
H₂
H₂O

Subíndices

Los subíndices indican la atomicidad, es decir la cantidad de átomos de cada tipo que forman cada agrupación de átomos (molécula). Así el primer grupo arriba representado, indica a una molécula que está formada por 2 átomos de oxígeno, el segundo a dos moléculas formadas por 2 átomos de hidrógeno, y el tercero representa a un grupo de dos moléculas formadas cada una por 2 átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, es decir dos moléculas de agua.

Coeficiente estequiométrico

Es el número de moléculas de un determinado tipo que participa en una ecuación química dada en el orden en el que está escrita. En el siguiente ejemplo:

$\mathrm {CH_{4}+2\,O_{2}\to CO_{2}+2\,H_{2}O}$

El coeficiente del metano es 1, el del oxígeno 2, el del dióxido de carbono 1 y el del agua 2. Los coeficientes estequiométricos son en principio números enteros, aunque para ajustar ciertas reacciones alguna vez se emplean números fraccionarios.

Cuando el coeficiente estequiométrico es igual a 1, no se escribe. Por eso, en el ejemplo CH₄ y CO₂ no llevan ningún coeficiente delante.

Así por ejemplo

O₂

Debe leerse como 1(O₂) es decir, un grupo de moléculas de oxígeno. Y la expresión:

2H₂O

Debe leerse como 2(H₂O), es decir dos grupos o moléculas, cada uno de los cuales se encuentra formado por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.

Lectura de una ecuación química

Dado que una ecuación química es una representación simplificada o mínima de una reacción química, es importante considerar todos los datos representados; ya que perder de vista a alguno significa no entender realmente la situación representada. Los símbolos y subíndices representan a las especies químicas que participan, y los coeficientes representan al número de moléculas de cada tipo que se encuentran participando de la reacción.

Finalmente la flecha indica cual es el sentido predominante en el cual la reacción química progresa. Así en el ejemplo anterior vemos que CH₄ y O₂ se encuentran en la situación "antes de", es decir del lado de los reactivos y H₂O y CO₂ se encuentran en la situación de "después de", es decir del lado de los productos. La ecuación completa debería leerse así:

«Una molécula de metano (CH₄) reacciona químicamente con dos moléculas de Oxígeno diatómico (2O₂) para formar una molécula de dióxido de carbono (CO₂) y dos moléculas de agua (2H₂O)»

Webgrafía
https://es.wikipedia.org/wiki/Estequiometr%C3%ADa#Principio

Pantallazos

Objetivos:

Realizar las fórmulas, según los nombres dados en cada nomenclatura
Determinar cual es el nombre de cada de las fórmulas presentadas

Nomenclatura de Óxidos

Los óxidos se pueden nombrar con las siguientes nomenclaturas: sistema de nomenclatura tradicional, sistema de nomenclatura stock y sistema de nomenclatura sistemática.

Nomenclatura Tradicional: La nomenclatura tradicional toma en cuenta los estados de oxidación de los elementos.

- Cuando el elemento tiene un solo estado de oxidación:

Se nombra: "OXIDO" + nombre del elemento.
Ejp:
CaO = Oxido de Calcio
Sabiendo que Ca tiene como estado de oxidación 2 y O tiene -2

- Cuando el elemento tiene dos estados de oxidación:

Si se toma el estado de oxidación menor:

Se nombra: "OXIDO" + raiz del elemento + sufijo "OSO"
Ejp:
Bi2O3 = Oxido Bismutoso
Sabiendo que Bi tiene como estado de oxidación 3 y O tiene -2

Si se toma el estado de oxidación mayor:

Se mombra: "OXIDO" + raiz del elemento + sufijo "ICO"
Ejp:
Bi2O5 = Oxido Bismutico
Sabiendo que Bi tiene como estado de oxidación 5 y O tiene -2

- Cuando el elemento tiene tres estados de oxidación:

Si se toma el estado de oxidación menor:

Se nombra: "OXIDO" + prefijo "HIPO" + raiz del elemento + sufijo "OSO"
Ejp:
P2O3 = Oxido hipofosforoso
Sabiendo que P tiene como estado de oxidación 3 y O tiene -2

Si se toma el estado de oxidación intermedio:

Se nombra: "OXIDO" + raiz del elemento + sufijo "OSO"
Ejp:
PO2 = Oxido fosforoso
Sabiendo que P tiene como estado de oxidación 4 y O tiene -2

Si se toma el estado de oxidación menor:

Se nombra "OXIDO" + raiz del elemento + sufijo "ICO"
Ejp:
P2O5 = Oxido fosforico
Sabiendo que P tiene como estado de oxidación 5 y O tiene -2

- Cuando tiene cuatro estados de oxidación:

Si se toma el estado de oxidación menor:

Se nombra: "OXIDO" + prefijo "HIPO" + raiz del elemento + sufijo "OSO"
Ejp:
Cl2O = Oxido hipocloroso
Sabiendo que Cl tiene como estado de oxidación 1 y O tiene -2

Si se toma el estado de oxidación intermedio menor:

Se nombra: "OXIDO" + raiz del elemento + sufijo "OSO"
Ejp:
Cl2O3 = Oxido cloroso
Sabiendo que Cl tiene como estados de oxidación 3 y O tiene -2

Si se toma el estado de oxidación intermedio mayor:

Se nombra: "OXIDO" + raiz del elemento + sufijo "ICO"
Ejp:
Cl2O5 = Oxido clorico
Sabiendo que Cl tiene como estado de oxidación 5 y O tiene -2

Si se toma el estado de oxidación mayor:

Se nombra: "OXIDO" + prefijo "PER" + raiz del elemento + sufijo "ICO"
Ejp:
Cl2O7 = Oxido perclorico
Sabiendo que Cl tiene como estado de oxidación 7 y O tiene -2

Nomenclatura Sistemática: La nomenclatura sistemática toma en cuenta el número de moléculas de cada elemento.

Se nombra: Prefijo + "OXIDO DE" + prefijo + nombre del elemento.

El prefijo depende del número de moléculas que tenga el elemento:

1 - mono
2 - di
3 - tri
4 - tetraN5 - penta
6 - sexta
7 - hecta
8 - octa
9 - nona
10 - deca

Ejp:
N2O3 = Trioxido de dinitrogeno

Nomenclatura Stock

La nomenclatura stock toma en cuenta los estados de oxidación de los elementos sin contar el oxígeno. Nombra los compuestos con un número romano al final, representando el estado de oxidación.
Se nombra: "Óxido de" + nombre del elemento + (estado de oxidación del elemento).

Ejp: CO2 = óxido de carbono (IV)

http://nomenklaturacnlizzie.galeon.com/aficiones2119492.html

Nomenclatura de Hidróxidos

Al igual que los óxidos, los hidróxidos se pueden nombrar de tres maneras distintas: nomenclatura tradicional, nomenclatura sistemática, nomenclatura stock.

Nomenclatura Tradicional:

La nomenclatura tradicional toma en cuenta los estados de oxidación de los elementos.

- Cuando el elemento tiene un sólo estado de oxidación:

Se nombra: "Hidróxido" + nombre del elemento.

Ejp:

Rb(OH) = Hidróxido de rubidio

Sabiendo que Rb tiene como estado de oxidación 1 y el grupo OH tiene -1

- Cuando el elemento tiene dos estados de oxidación:

Si se toma el estado de oxidación menor:

Se nombra: "Hidróxido" + raíz del elemento + sufijo "Oso"

Ejp:

Cu(OH) = Hidróxido cuproso

Sabiendo que Cu tiene como estado de oxidación 1 y el grupo OH tiene -1

Si se toma el estado de oxidación mayor:

Se nombra: "Hidróxido" + raíz del elemento + sufijo "Ico"

Ejp:

Cu(OH)2= Óxido cúprico

Sabiendo que Cu tiene como estado de oxidación 2 y el grupo OH tiene -1

-Cuando el elemento tiene tres estados de oxidación:

Si se toma el estado de oxidación menor:

Se nombra "Hidróxido" + prefijo "Hipo" + raíz del elemento + sufijo "Oso"

Ejp:

P(OH)3= Hidróxido hipofosforoso

Sabiendo que P tiene como estado de oxidación 3 y el grupo OH -1

Si se toma el estado de oxidación intermedio:

Se nombra: "Hidróxido" + raíz del elemento + sufijo "Oso"

Ejp:

P(OH)4= Hidróxido fosforoso

Sabiendo que P tiene como estado de oxidación 4 y el grupo OH tiene -1

Si se toma el estado de oxidación menor:

Se nombra "Hidróxido" + raíz del elemento + sufijo "Ico"

Ejp:

P(OH)5= Hidróxido fosfórico

Sabiendo que P tiene como estado de oxidación 5 y el grupo OH tiene -1

-Cuando tiene cuatro estados de oxidación:

Si se toma el estado de oxidación menor:

Se nombra: "Hidróxido" + prefijo "Hipo" + raíz del elemento + sufijo "Oso"

Ejp:

V(OH)2= Hidróxido hipovanadioso

Sabiendo que V tiene como estado de oxidación 2 y el grupo OH tiene -1

Si se toma el estado de oxidación intermedio menor:

Se nombra: "Hidróxido" + raíz del elemento + sufijo "Oso"

Ejp:

V(OH)3= Hidróxido vanadioso

Sabiendo que V tiene como estado de oxidación 3 y el grupo OH tiene -1

Si se toma el estado de oxidación intermedio mayor:

Se nombra: "Hidróxido" + raíz del elemento + sufijo "Ico"

Ejp:

V(OH)4= Hidróxido vanadico

Sabiendo que V tiene como estado de oxidación 4 y el grupo OH tiene -1

Si se toma el estado de oxidación mayor:

Se nombra: "Hidróxido" + prefijo "Per" + raíz del elemento + sufijo "Ico"

Ejp:

V(OH)5= Hidróxido pervanadico

Sabiendo que V tiene como estado de oxidación 5 y el grupo OH tiene -1

Nomenclatura sistemática:

Se nombra: Prefijo + "HIDRÓXIDO DE" + prefijo + nombre del elemento.

El prefijo depende del número de moléculas que tenga el elemento:

1 - mono
2 - di
3 - tri
4 - tetra
5 - penta
6 - sexta
7 - hecta
8 - octa
9 - nona
10 - deca

Ejp:
Pd(OH)4 = Tetraoxido de paladio

Nomenclatura Stock:

Se nombra: "HIDRÓXIDO DE" + nombre del elemento + (estado de oxidación del elemento)
EJP:
Fe(OH)3 = Hidroxido de hierro (III)
Sabiendo que Fe tiene como estado de oxidación 3

http://nomenklaturacnlizzie.galeon.com/aficiones2119570.html

Nomenclatura de Hidrácidos

Los hidrácidos se nombran utilizando la nomenclatura tradicional y la nomenclatura sistemática, no utilizándose la nomenclatura de stock:

Nomenclatura tradicional: en la nomenclatura tradicional los hidrácidos se nombran usando la palabra ácido ya que tienen carácter ácido en disolución acuosa y añadiendo el sufijo hídrico al nombre del elemento no metal.

Ejemplo:

HBr: ácido bromhídrico

Nomenclatura sistemática: la nomenclatura sistemática de los hidrácidos se nombre utilizando el sufijo uro al nombre del no metal.

Ejemplo:

HCl: cloruro de hidrógeno

http://www.formulacionquimica.com/hidracidos/

Nomenclatura de Oxoácidos

Para la nomenclatura de los oxoácidos puede utilizarse la nomenclatura tradicional, nomenclatura de stock así como la nomenclatura sistemática.

Nomenclatura tradicional: La nomenclatura tradicional de los oxoácidos se nombra con la palabra ácido seguido de la raíz del elemento no metálico e indicando la valencia con la que actúa según el siguiente criterio.

Una valencia: Ácido ...ico

Dos valencias:

Menor valencia: Ácido ...oso

Mayor valencia: Ácido ...ico

Tres valencias:

Menor valencia: Ácido hipo...oso

Valencia intermedia: Ácido ...oso

Mayor valencia: Ácido ...ico

Cuatro valencias:

Primera valencia (baja): Ácido hipo...oso

Segunda valencia: Ácido ...oso

Tercera valencia: Ácido ...ico

Cuarta valencia (alta): Ácido per...ico

Ejemplo:

HBrO: ácido hipobromoso
HBrO2: ácido bromoso
HBrO3: ácido brómico
HBrO4: ácido perbrómico

Nomenclatura de stock: la nomenclatura de stock comienza con la palabra ácido seguido del prefijo que indica el número de oxígenos más la palabra oxo seguido del prefijo que indica el número de átomos del elemento no metálico (normalmente no se pone porque es 1 átomo) seguido de la raíz del elemento no metálico terminado en ico y en números romanos indicamos su valencia, es decir:

ácido + perfijo oxígenos + oxo + prefijo X + raíz X + ico + (valecia X)

Ejemplo:

HClO2: ácido dioxoclórico (III)

Cuando sólo tenemos un oxígeno no se indica el prefijo mono.

Ejemplo:

HClO: ácido oxoclórico (I), en lugar de ácido monoxoclórico (I)

Nomenclatura sistemática: La nomenclatura sistemática comienza con el prefijo que indica el número de oxígenos seguido de la palabra oxo seguido del prefijo que indica el número de átomos del elemento no metálico (normalmente no se pone porque es 1 átomo) seguido de la raíz del elemento no metálico acabado en ato y en números romanos indicamos la valencia del elemento no metálico seguido de la palabras "de hidrógeno", es decir:

prefijo oxígenos + oxo + prefijo X + raíz X + ato + (valencia X) + de hidrógeno

Ejemplo:

H2SO3: trioxosulfato (IV) de hidrógeno

http://www.formulacionquimica.com/oxoacidos/

Nomenclatura de sales

Una sal es el producto de la reacción entre un ácido y una base: en esta reacción también se produce agua: en términos muy generales, este tipo de reacción se puede escribir como :

BASE + ÁCIDO

→

SAL + AGUA

EJEMPLO:

OH + H

→

NaCl +

H2O

Se observa que el ácido dona un H+ a cada OH- de la base para formar H2O y segundo que la combinación eléctricamente neutra del ion positivo Na+, de la base y el ion negativo del ácido, Cl-, es lo que constituye la sal. Es importante tener en cuenta que el elemento metálico, Na+, se escribe primero y luego el no metálico, Cl-.

También se considera una sal a el compuesto resultante de sustituir total o parcialmente los hidrógenos ( H+) de un ácido por metales: las sales se dividen en sales neutras, sales haloideas o haluros, oxisales , sales ácidas y sales básicas.

Sales neutras

Resultan de la sustitución total de los hidrógenos ( H+) por un metal. El nombre que recibe la sal se deriva del ácido del cual procede; las terminaciones cambian según la siguiente tabla ;

NOMBRE DEL ÁCIDO	NOMBRE DE LA SAL
__________________hídrico	__________________uro
hipo_______________oso	hipo________________ito
__________________ oso	___________________ito
__________________ ico	___________________ato
per________________ico	per________________ ato

se da primero el nombre del ion negativo seguido del nombre del ion positivo

FeCl2 = cloruro ferroso

FeCl3 = cloruro férrico

Sin embargo para este caso el esquema de nomenclatura de la IUPAC, que se basa en un sistema ideado por A Stock, indica el estado de oxidación del elemento mediante un numero romano en paréntesis a continuación del nombre del elemento así;

Ejemplo:

FeCl2 = cloruro de hierro ( II)

FeCl3 = cloruro de hierro (III)

Si el elemento metálico forma un ion de un solo estado de oxidación no se usa numero romano ejemplo;

Ejemplo:

LiI = Yoduro de Litio

Sales Haloideas o Haluros

Se forman por la combinación de un hidrácido con una base. En la formula se escribe primero el metal y luego el no metal (con la menor valencia) y se intercambian las valencias). Los haluros se nombran cambiando la terminación hidrico del ácido por uro y con los sufijososo e ico, según la valencia del metal.

EJEMPLO:

Cu(OH) + HCl		→	CuCl	+ H2O
	ácido clorhídrico		cloruro cuproso

2Fe(OH)3 + H2S		→	Fe2S 3	+ 6H2O
	ácido sulfhídrico		sulfuro férrico

Si un par de no metales forman más de un compuesto binario, como es el caso más frecuente, para designar el número de átomos de cada elemento En este el estado de oxidación del elemento se usan los prefijos griegos: bi: dos, tri: tres, tetra: cuatro, penta: cinco, hexa: seis, etc, antecediendo el nombre del elemento, por ejemplo;

PS3 = trisulfuro de fósforo

PS5 = pentasulfuro de fósforo

Oxisales

Se forman por la combinación de un oxácido con una base. En la formula se escribe primero el metal, luego el no metal y el oxigeno. Al metal se le coloca como subíndice la valencia del radical (parte del oxácido sin el hidrogeno) que depende del número de hidrógenos del ácido. Las oxisales se nombran cambiando la terminación oso del ácido porito e ico por ato

Ejemplo:

KOH + HClO		→	KClO	+ H2O
	ácido hipocloroso		hipoclorito de sodio

Al(OH)3 + HNO3		→	Al(NO3)3	+ H2O
	ácido nítrico		nitrato de aluminio

Sales ácidas

Resultan de la sustitución parcial de los hidrógenos del ácido por el metal. en la formula se escribe primero el metal, luego el hidrogeno y después el radical.

EJEMPLO:

NaOH + H2CO3		→	NaHCO3	+ H2O
	ácido carbónico		carbonato ácido de sodio ( Bicarbonato de sodio)

Sales Básicas

Resultan de la sustitución parcial de los hidróxidos (OH) de las bases por no metales. En la formula se escribe primero el metal, luego el OH y finalmente el radical.

EJEMPLO:

CuOHNO3 = nitrato básico de cobre (II)

Se aplican las reglas generales para nombra oxisales, pero se coloca la palabra básica entre nombre del radical y el metal

EJEMPLO:

Cu(OH)2 + HNO3		→	CuOHNO3	+ H2O
	ácido nitrico		nitrato básico de cobre (II)

Sales dobles

Se obtienen sustituyendo los hidrógenos de ácido por mas de un metal. en la formula se escribe los dos metales en orden de electropositividad y luego el radical. Se da el nombre del radical seguido de los nombres de los metales respectivos.

EJEMPLO: