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• Liliana Vallejo

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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

Anexo- Tarea 3

____________________________________________ Nombre y apellidos del estudiante __________________________________________ Programa Académico

Contacto: ____________________________________ Correo electrónico institucional Universidad Nacional Abierta y a Distancia mes, 2018

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Introducción. La reacción química es aquel proceso químico en el cual dos sustancias o más, denominados reactivos, por la acción de un factor energético, se convierten en otras sustancias designadas como productos. Cada sustancia se representa por su fórmula química, y posteriormente debemos ajustar (equilibrar ó balancear) toda la ecuación. Existen diferentes métodos de balanceo: Método de tanteo, método oxido reducción e ion electrón. En este trabajo se pusieron en práctica los conocimientos adquiridos para balancear ecuaciones aplicando el método de reducción e ion electrón. También se realizó los cálculos respectivos para cuantificar la materia de una reacción partiendo de los gramos y/o moles de los reactivos y/o productos. Por otra parte fue posible aplicar conocimientos de estequiometria, reactivo limite, pureza de los reactivos, rendimiento de una reacción al calcular la cantidad de producto que produce una reacción a partir de un reactivo con pureza y rendimiento definido.

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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 D. Pb + H2SO4 -> H2 + PbSO4

Clasificación de la reacción Es una reacción de desplazamiento simple en la que un elemento se sustituye por otro dentro un compuesto, como en este caso el Pb sustituye al H2 dentro del compuesto H2SO4 para formar un nuevo compuesto PbSO4 y H2 elemental.

https://es.khanacademy.org/science/chemistry/chemical-reactions-stoichiome/types-of-chemical-reactions/a/single-replacement-reactions

Ejercicio 2. Balanceo de ecuaciones: óxido-reducción e ión electrón Tabla 2. Balanceo de Reacciones Químicas método oxido-reducción. Reacción química a balancear H2S + NaMnO4 + HBr ⇌ S + NaBr + MnBr3 + H2O Proceso de Balanceo Números de oxidación de cada elemento. H+12S-2 + Na+1Mn+7O-24 + H+1Br-1 ⇌ S0 + Na+1 Br-1 + Mn+3 Br-1

3

+ H+12 O-2

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Identificación de los elementos que varían el número de oxidación. −2

0

𝑆 → 𝑆 + 2𝑒 − | 4 +7

3

𝑀𝑁 + 4𝑒 − → 𝑀𝑛| 2 −2

+7

0

+3

4 𝑆 + 2𝑀𝑛 + 8𝑒 − → 4𝑆 + 8𝑒 − + 2𝑀𝑛

Agente oxidante y agente reductor. Agente reductor S y el agente oxidante es el Mn Selección y ajuste de las semireacciones. 4H2S→4S 2NaMnO4 →2MnBr3 Ajuste de la reacción. 4H2S + 2NaMnO4 + HBr ⇌ 4S + NaBr + 2MnBr3 + H2O

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Reacción Balanceada

2H2S + NaMnO4 + 4HBr ⇌ 2S + NaBr + MnBr3 + 4H2O

Tabla 3. Balanceo de Reacciones Químicas método Ion electrón. MnO4 + -

Br-

Reacción química a balancear → MnO2 + BrO3 –

Proceso de Balanceo Números de oxidación de cada elemento. Mn+8O4 -2 + Br0 → Mn+4O2

-2+

Br+6O3

–2

Identificación de los elementos que varían el número de oxidación.

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0

+6

𝐵𝑟 → 𝐵𝑟 + 6𝑒 − | 4 +8

+4

𝑀𝑛 + 4𝑒 − → 𝑀𝑛| 6 0

+8

+6

+4

4𝐵𝑟 + 6𝑀𝑛 + 24𝑒 − → 4𝐵𝑟 + 24𝑒 − + 6𝑀𝑛 Semireacciones MnO4 → MnO2 Br→ BrO3 Reacción Balanceada MnO

3MnO4 - + 2Br- → 3MnO2 + 2BrO3

–

Ejercicio 3. Cuantificación de materia. Tabla 4. Cuantificación de la materia (Ítem A).

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 CO2 Gramos

15

H2O +

moles

C6H12O6 ->

2,7

O2 +

9

2,3

Cálculos

Tabla 5. Cuantificación de la materia (Ítem B). Reacción

C2H4O

Gramos

25

NaHCO3 +

1,7

moles

H2O ->

CO2 +

12

1,2

KCl

H2O

Cálculos

Tabla 6. Cuantificación de la materia (Ítem C). Reacción

KOH

HCl

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21,7

moles

0.39

+

180

->

4,9

Cálculos

21,7 𝑔 𝐾𝑂𝐻 ∗

96.1

+

1,3

36.0 2

1 𝑚𝑜𝑙 = 0.386 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝑂𝐻 56.10 𝑔

180 𝑔 𝐻𝐶𝑙 ∗

1 𝑚𝑜𝑙 = 4,9 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙 36.46 𝑔

1,3 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐾𝐶𝑙 ∗ 2 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐻2 𝑂 ∗

74.55 𝑔 = 96.91 𝑔 𝐾𝐶𝑙 1 𝑚𝑜𝑙

18.01 𝑔 = 36.02 𝑔 𝐻2 𝑂 1 𝑚𝑜𝑙

Tabla 7. Cuantificación de la materia (Ítem D). Reacción

C3H8

Gramos

52.92

moles

1,2

O2 +

12 0.37

CO2 ->

52.81 1,2

H2O +

12 0.66

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12𝑔 𝑂2 ∗

1 𝑚𝑜𝑙 = 0.375 𝑚𝑜𝑙 𝑂2 32 𝑔

1,2 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑂2 ∗

44.01 𝑔 = 52.81 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑂2 1 𝑚𝑜𝑙

1,2 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐶3 𝐻8 ∗ 12𝑔 𝐻2 𝑂 ∗

44.1 𝑔 = 52.92 𝑔 𝐶3 𝐻8 1 𝑚𝑜𝑙

1 𝑚𝑜𝑙 = 0.66 𝑔𝐻2 𝑂 18.01 𝑔

Tabla 8. Cuantificación de la materia (Ítem E). Reacción

Fe

Gramos

6,7

moles Cálculos

O2 +

2,22

H2O +

Fe2O3*H2O + 8,3

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Ejercicio 4. Estequiometria, reactivo limite, pureza de los reactivos, rendimiento de una reacción. Tabla 9. Cálculos estequiométricos. Enunciado del ejercicio Qué cantidad de cloruro de potasio (KCl) se produce al descomponerse 100 gramos de clorato de potasio (KClO3) de pureza 92%, si el rendimiento de reacción es del 87%.

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KClO3 → KCl +

O2

Cálculos y solución. 2KClO3 → 2KCl +

3O2

100 𝑔 ∗ 0.92 = 92 𝑔 𝐾𝐶𝑙𝑂3 𝑝𝑢𝑟𝑜 1 𝑚𝑜𝑙 92 𝑔 𝐾𝐶𝑙𝑂3 ∗ = 0.751 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐶𝑙𝑂3 122.5 𝑔 2 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐶𝑙𝑂3 0.751 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐶𝑙𝑂3 = 2 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐶𝑙 𝑋 𝑋 = 0.751 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐶𝑙 0.751 ∗ 0.87 = 0.653 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐶𝑙 74.5 𝑔 0.653 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐶𝑙 ∗ = 48.648 𝑔 𝐾𝐶𝑙 1 𝑚𝑜𝑙

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Enunciado del ejercicio E. ¿Cuántos gramos de cloruro de calcio (CaCl2) se obtienen a partir de 12 gramos de calcio (Ca) con una pureza del 91%, si el rendimiento de la reacción es el 98%? Ca + HCl → CaCl2 + H2 Cálculos y solución. 2Ca + 2HCl → 2CaCl2 + H2 12𝑔 𝐶𝑎 ∗ 0.91 = 10.92 𝑔 𝐶𝑎 𝑝𝑢𝑟𝑜 1 𝑚𝑜𝑙 10.92 𝑔 𝐶𝑎 ∗ = 0.267 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑎 40.78 𝑔 2 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑎 0.267 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑎 = 2 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑎𝐶𝑙𝑂2 𝑋 𝑋 = 0.267 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑎𝐶𝑙𝑂2 0.267 ∗ 0.98 = 0.262 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑎𝐶𝑙𝑂2

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0.262 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑎𝐶𝑙𝑂2 ∗

142.98 𝑔 = 37.46 𝑔 𝐾𝐶𝑙 1 𝑚𝑜𝑙

Conclusiones ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Bibliografía

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Enrique Gil E.; Felipe Vázquez G. 1º Balanceo De Ecuaciones Químicas. Editorial Pearson. Págs.: 17-25 Kotz, J., Treichel, P., Harman, P. (2003) “Química y reactividad química”, México, Thomson, pag. 21-22. GARRITZ, A. y RINCÓN, C. 1997. Capricho valenciano (III). Valencia y números de oxidación. Corolario para docentes, Educación Química, Vol.8(3), pp. 130-140 Herring; Harwood; Petrucci, Química General, PRENTICE HALL 8º edición, 2003 ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________