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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CERRO AZUL

MATERIA: Química

Tema: Aplicaciones de las reacciones químicas Estudiante: Guzmán Sánchez Alicia 17500072

INGRIA: CIVIL

DOCENTE: Dra. Karina Cruz Rodríguez.

23/NOVIEMBRE/ 2017

INDICE

INTRODUCCION…………………………………………………………………….……3 REACCION DE SINTESIS…………………………………………………………….….4 REACCION DE DESCOMPOSICION……………………………………………...……6 REACCION DE SUSTITUCIÓN………………………………………………………… 7 REACCION DE NEUTRALIZACIÓN...…………………………………………………8 REACCIÓN DE ÓXIDO-REDUCCIÓN………………………………………………..10 REFERENCIAS…………………………………………………………………………..13

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INTRODUCCIÓN Con el objeto de tener un mejor entendimiento con respecto a lo que sucede en las transformaciones que se llevan a cabo en las sustancias, los químicos han utilizado un lenguaje químico estándar para representar los cambios que ocurren en una reacción. Por ello es necesario observar con mucho cuidado a las sustancias en sus estados inicial y final, esto es, ver y conocer las moléculas de las sustancias que actúan como reactivos y como productos durante el proceso de cambio. Por tal motivo, el propósito de este material es ayudarte a comprender qué son y cómo ocurren las reacciones químicas, así como entender la forma en la que las representamos: las ecuaciones químicas. Podemos diferenciar entre los cambios físicos y químicos con base a la identificación de los compuestos como sustancias formadas de diferentes elementos, los cuales se encuentran en una proporción definida. Las reacciones químicas se clasifican por la energía que requieren o liberan, o bien por el proceso a que se someten los reactivos. Si una reacción química libera energía, se llama reacción exotérmica. El ejemplo más común es la combustión, en la cual la energía se manifiesta en forma de calor y luz. Si, por el contrario, la reacción química requiere energía del medio para efectuarse, recibe el nombre de reacción endotérmica. La fotosíntesis es un proceso de esta clase, porque requiere de la luz solar para realizarse.

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REACCIÓN DE SÍNTESIS O COMBINACIÓN. En ésta, dos o más sustancias se unen para formar otra esto es, que ocurre un fenómeno en el cual existe rompimiento de enlaces químicos en los reactivos y formación de otros enlaces, dando origen a nuevas especies; por ejemplo, cuando se combinan azufre y hierro, se sintetiza sulfuro de hierro. El polvo amarillo de azufre y la limadura de hierro reaccionan y se convierten en un nuevo producto que posee propiedades totalmente distintas de las que caracterizan a esos elementos.2

Ejemplos de Reacciones de síntesis:  Combinación de óxidos con agua para formar hidróxidos: Na2O + H2O → 2Na(OH) CaO + H2O → Ca(OH)2 Combinación de óxidos con agua para formar oxácidos: SO2 + H2O → H2SO3 SO3 + H2O → H2SO4 Combinación de óxidos para formar sales: MgO + SO3 → MgSO4 Combinación de no metal y oxígeno para formar óxidos:

2C + O2 → 2CO C + O2 → CO2 S + O2 → SO2 4P + 5O2 → 2P2O5

La síntesis puede darse tanto en sustancias orgánicas como inorgánicas. La síntesis inorgánica es muy importante a nivel industrial, ya que permite obtener sustancias que en forma natural no existen en la naturaleza, como sucede con el acero (síntesis de hierro y carbono), o el bronce (síntesis de cobre, estaño y a veces níquel).8 

Los procesos utilizados en la industria alimentaria , es un factor importante en la condiciones de vida y en soluciones que nos permitan preservar los alimentos en 4

largos periodos utilizando adecuadamente la aplicación de sustancias químicas en nuestros alimentos tales como la congelación , el enfriamiento ,pasteurización, secado, ahumado y otros . También se usa en la industria para crear plásticos, textiles y componentes electrónicos. 

Un ejemplo de síntesis compleja, es la síntesis orgánica de la Aspirina. La aspirina es un compuesto derivado de una sustancia natural del árbol de sauce, llamada ácido salicílico. En forma natural se encuentra en las hojas y corteza de éste árbol y se usa desde la antigüedad como medicamento para la fiebre y las inflamaciones. Las moléculas de ácido salicílico son ácidos orgánicos que en laboratorio se producen a partir de sustancias más sencillas.4 Algunas empresas nacionales donde se aplican estas reacciones son:  Bayer (síntesis orgánica de algunos medicamentos como el ácido salicílico)  Plásticos “Álica”, ANIPAC  SYC. Componentes electrónicos  Mouser elctronics México

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REACCION DE DESCOMPOSICION En este caso, una sustancia se divide en otras dos, que forzosamente son más sencillas, es decir, están compuestas por menos átomos1. A este tipo de reacciones se le puede considerar como el inverso de las reacciones de combinación. El material inicial debe ser un compuesto y los productos pueden ser elementos o compuestos. Generalmente se necesita calor para que ocurra la reacción.3 AB → A + B Muchas reacciones de descomposición requieren energía eléctrica para llevarse a cabo; por ejemplo, mediante la corriente eléctrica se pueden separar el oxígeno y el hidrógeno que forman el agua. El proceso que consiste en separar sustancias químicamente por medio de la electricidad se conoce como electrólisis. Se producen por alguno de los siguientes motivos4:   

Descomposición Térmica Electrólisis Hidrólisis

Ejemplo: Electrólisis: 2 NaCl → 2 Na + Cl 2 H2O → 2 H2 + O2 Descomposición de Carbonatos y Bicarbonatos: CaCO3 → CaO + CO2 Ca(HCO3)2 → CaO + CO2 + H2O 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O Algunas empresas nacionales donde se aplican estas reacciones son:   

Almexa (electrolisis produciendo aluminio) AMISAC (electrolisis produciendo sodio) Pemex (Combustibles)

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REACCION DE SUSTITUCIÓN Es aquella donde un átomo o grupo en un compuesto químico es sustituido por otro átomo o grupo. Son procesos químicos donde las sustancias intervinientes, sufren cambios en su estructura, para dar origen a otras sustancias. El cambio es más fácil entre sustancias líquidas o gaseosas, o en disolución, debido a que se hallan más separadas y permiten un contacto más íntimo entre los cuerpos reaccionantes. Tipos de sustitución Las reacciones de sustitución encuentran su clasificación específica desde el punto de vista orgánico o inorgánico. Reacciones de simple sustitución Cuando una sustancia simple reacciona con otra compuesta, reemplazando a uno de sus componentes. Cu + AgNO3= Cu (NO3)2 + Ag Reacciones de doble sustitución: Se denominan de doble desplazamiento o metátesis y ocurren cuando hay intercambio de elementos entre dos compuestos diferentes y de esta manera originan nuevas sustancias. * Se presentan cuando las sustancias reaccionantes están en estado iónico por encontrarse en solución, combinándose entre sí sus iones con mucha facilidad, para formar sustancias que permanecen estables en el medio reaccionante5: BaO2 + H2SO4 = BaSO4 + H2O2 El cloruro de sodio es una de las materias primas principales de la industria química. Casi todos los compuestos que contienen sodio o cloruro son de algún modo derivados de la sal. Las sustancias químicas importantes producidas mediante el uso de cloruro incluyen el metal sodio, el gas cloro, el ácido clorhídrico (el ácido para las piscinas), el carbonato de sodio (sosa comercial), el bicarbonato de sodio (bicarbonato de sosa), el hipoclorito de sodio (blanqueador a base de cloro) y el hidróxido de sodio (sosa cáustica o lejía). Además, la sal es un elemento importante en la fabricación de jabones y tintes; se utiliza en la metalurgia del estaño, en la cerámica vidriada y para teñir pieles.5 Algunas empresas que están ligadas a estas reacciones:     

Porcelananite Grupo industrial saltillo Metalúrgica Lazcano Marc Chemical corporativo Unilever de México

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REACCION DE NEUTRALIZACIÓN Son las reacciones entre un ácido y una base, con el fin de determinar la concentración de las distintas sustancias en la disolución. Tienen lugar cuando un ácido reacciona totalmente con una base, produciendo sal y agua. Sólo hay un único caso donde no se forma agua en la reacción, se trata de la combinación de óxido de un no metal, con un óxido de un metal. Ácido + base → sal + agua Por ejemplo: HCl + NaOH → NaCl + H2O HCl+NaOH---> NaCl +H2O HNO3+ Al(OH)3--->Al(NO3)3+H2O HCl+KOH---> KCl+H2O En todos los procesos de neutralización se cumple con la “ley de equivalentes”, donde el número de equivalentes del ácido debe ser igual al número de equivalentes de la base: Nº equivalentes Ácido = nº equivalentes Base Los equivalentes dependen de la Normalidad, que es la forma de medir las concentraciones de un soluto en un disolvente, así tenemos que: N= nº de equivalentes de soluto / litros de disolución Deduciendo nº equivalentes de soluto = V disolución . Normalidad Si denominamos NA, como la normalidad en la solución ácida y NB, la normalidad de la solución básica, así como VA y VB, como el volumen de las soluciones ácidas y básicas respectivamente: NA.VA= NB. VB Aplicaciones de neutralización 1. Una aplicación de las reacciones de neutralización es el efecto de los antiácidos para contrarrestar la acidez estomacal. 2. En la industria de textil, para poder teñir los tejidos, se puede hacer en medio ácido o alcalino, según el tipo de tejido y colorante que se vaya a aplicar, para posteriormente someterlo a neutralización, a veces por lavados sucesivos. 3. En la industria de los alimentos, en los que es necesario modificar el pH de los mismos con la finalidad de conservarlos (Empresa CANAINCA, LA COSTEÑA, ETC)

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4. En la industria cosmética, se me ocurre el champú para el cabello, que a veces lo venden como de pH neutro o ligeramente ácido o alcalino, dependiendo del tipo de cabello que se vaya a tratar (industria Lavín). 5. En la industria metalúrgica, es muy común hacer extracciones en medio alcalinas o ácidas y proceder posteriormente a su neutralización, para cambiar la forma química de los metales con valor económico significativo. 6.-La industria del curtido de pieles es un ejemplo de modificación del pH, pues las pieles deben someterse a tratamientos alcalinos con cal y luego se pueden tratar con soluciones ácidas para su neutralización (LEFARC) 7.- Colocar una cucharadita de azúcar en una salsa de tomates para neutralizar la acidez de este vegetal. Actualmente, casi todos los productos que utilizamos han sido sometidos a reacciones de neutralización.6

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REACCIÓN DE ÓXIDO-REDUCCIÓN7 Se caracteriza porque hay una transferencia de electrones , en donde una sustancia gana electrones y otra sustancia pierde electrones: • La sustancia que gana electrones disminuye su número de oxidación. Este proceso se llama Reducción. • La sustancia que pierde electrones aumenta su número de oxidación. Este proceso se llama Oxidación. Por lo tanto, la Reducción es ganancia de electrones y la Oxidación es una pérdida de electrones. Abarcan desde la combustión de combustibles fósiles hasta la acción de los blanqueadores de ropa. Reglas para conocer el Estado de Oxidación: Las principales reglas para conocer el estado de oxidación (E.O.) de los elementos en una reacción Redox son: 

Los elementos simples sin combinar es 0  La suma de los estados de oxidación de una molécula neutra es 0  El hidrógeno combinado es +1 excepto en los hidruros metálicos con -1  El oxígeno es -2 excepto en los peróxidos con -1  Los metales combinados son siempre positivos con el valor de la carga del ion Ejemplos de Reacciones Redox: 

Fe2O3 + 3CO → 2 Fe + 3 CO2

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Reducción: el Fe pasa de un estado de oxidación de +3 a 0 por lo tanto se reduce Oxidación: el C pasa de +2 a +4 por lo tanto se oxida Ejemplos de Ajuste de Reacciones Redox: Zn + AgNO3 → Zn(NO3)2 + Ag Estados de oxidación: Reducción: Ag pasa de estado de oxidación + 1 a 0 Oxidación: Zn pasa de estado de oxidación 0 a +2 Semi-reacciones: Zn → Zn+2 + 2e2 Ag+ + 2e- → 2Ag 10

Reacción global: Zn + 2 Ag+ + 2e- → Zn+2 + 2Ag + 2eReacción ajustada: Zn + 2 AgNO3 → Zn(NO3)2 + 2Ag Estos procesos tienen aplicación industrial con la finalidad de purificar y encontrar sustancias. Las reacciones de oxidación-reducción son muy frecuentes en la industria: constituyen el principio de funcionamiento de las pilas eléctricas y se emplean para refinar electroquímicamente determinados metales. Una aplicación industrial importante de la electrólisis es el HORNO ELÉCTRICO (IMAGEN 1), que se utiliza para fabricar aluminio, magnesio y sodio. En este horno, se calienta una carga de sales metálicas hasta que se funde y se ioniza. A continuación, se deposita el metal electrolíticamente. Los métodos electrolíticos se utilizan también para refinar el plomo, el estaño, el cobre, el oro y la plata. La ventaja de extraer o refinar metales por procesos electrolíticos es que el metal depositado es de gran pureza.

IMAGEN 1. HORNO ELECTRICO Otra aplicación de redox, es en las INDUSTRIAS DE COSMÉTICOS (CANIPEC), productos de higiene y perfumes, las cuales están constituidas por sustancias naturales o sintéticas, de uso externos en las diversas partes del cuerpo humano, piel, sistema capilar, uñas, labios, órganos genitales externos, dientes, etc. Las empresas tienen la responsabilidad de evaluar la estabilidad de sus productos, antes de ponerlos a disposición de consumo. Uno de los factores del cual se debe tener cuidado es el de las reacciones de óxido- reducción. Ocurren procesos de oxidación o de reducción llevando a alteraciones de la actividad de las sustancias activas, de las características organolépticas y físicas de la formulación. 11

Las usan las INDUSTRIAS ALIMENTICIAS, para evitar la oxidación y reducción de los compuestos presentes en los mismos, utilizan sustancias llamadas antioxidantes (un tipo de conservador). La función de éstas es evitar la alteración de las cualidades originales de los alimentos. Mediante las sustancias antioxidantes, diversos alimentos susceptibles a la oxidación, alargan su vida útil.8

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REFERENCIAS https://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/reaccion-de-sintesis2 http://medicina.usac.edu.gt/quimica/reacciones/Reacciones_de_descomposici_n.htm3 http://www.quimicas.net/2015/05/ejemplos-de-reacciones-de-descomposicion.html4 https://www.ecured.cu/Reacci%C3%B3n_de_sustituci%C3%B3n5 https://quimica.laguia2000.com/reacciones-quimicas/reacciones-de-neutralizacion6 https://www.clubensayos.com/Ciencia/Aplicaciones-De-Neutralizacion/1287074.html7 http://www.quimicas.net/2015/05/ejemplos-de-reaccion-redox.html8 http://quimicamariacciencias.blogspot.mx/2015/04/aplicaciones-industriales-de-los.html9

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