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Redox: metodo del ion-electron para balancear ecuaciones

Para entender este método se debe tener claro las disociaciones de ácidos, bases y sales (electrolitos) estudiados en el Equilibrio Iónico.
Los ácidos se disocian en H+ y el anión negativo.

Ejemplo:
NO3 se disocia en H+ NO3-
H2SO4 se disocia en H2+ y SO4 -2
3PO4 se disocia en H3+PO4-3

Las bases se disocian en el catión positivo y el OH-

Ejemplo:
NaOH se disocia en Na+OH-
Mg(OH)2 se disocia en Mg+2(OH)2-
Al(OH)3 se disocia en Al+3 (OH)3-

Las sales se disocian en catión positivo y el anión negativo.

Ejemplo:

AgCl se disocia en Ag+Cl-

AgNO3 se disocia en Ag+NO3-

Cu(NO3)2 se disocia en Cu+2 (NO3)2-

Al2(SO4)3 se disocia en Al2+3 (SO4)3-2

PASOS PARA IGUALAR ECUACIONES POR IÓN-ELECTRÓN1.- Si la ecuación está en forma molecular pasarla a forma iónica. Aquí hay que tener en cuenta que los elementos libres, los óxidos, el H2O y el H2O2 no se disocian, sólo se disocian los electrolitos (ácidos, bases y sales).
Ilustraremos todos los pasos con el siguiente ejemplo:



I2 + HNO3 -------> HIO3 + NO + H2O (Molecular)
Se pasa a forma iónica;
I2 + H+NO3- -----------> H+IO3- + NO + H2O (Iónica)
2.- Se escribe por separado el esqueleto de las ecuaciones iónicas parciales del agente oxidante y el agente reductor.

I2 ------------> IO3-
NO3- --------> NO

3.- Se balancea por tanteo (inspección) los átomos distintos de H y O :
I2 ----------> 2IO3-
NO3- ----------> NO
4.- Igualar los átomos de oxígenos agregando moléculas de H2O para balancear los oxígenos:
I2 + 6H2O --------> 2IO3-


NO3- ---------> NO + 2 H2O

5.- Igualar los átomos de hidrógenos H+(iones hidrógenos) donde falta hidrógeno.
I2 + 6H2O -----> 2I 3- + 12H+

NO3- + 4H+ ---------> NO + 2H2O
6.- Contar la carga total en ambos lados de cada ecuación parcial y agregar e- en el miembro deficiente en carga negativa (-) o que tenga exceso de carga positiva (+)I2 + 6H2O ---------> 2IO3- + 12H+ + 10 e- (oxidación)

NO3- + 4H+ + 3e- ------> NO
+ 2H2O (reducción)
7.- Igualar el número de e- perdidos por el agente reductor, con los e- ganados por el agente oxidante, multiplicando las ecuaciones parciales por los número mínimos necesario para esto.
3 x (I2 + 6H2O ----->2IO3- + 12H+ + lOe-)


10x (NO3- + 4H+ + 3e- ------->NO + 2H2O)

8.- Súmese las dos medias reacciones cancelando cualquier cantidad de e-, H+, OH- o H2O que aparezca en ambos lados, con lo cual se obtendrá la ecuación finalmente balanceada.

3 I2 + 18 H2O ------->6 IO3- + 36H+ + 30 e-


10 NO3- + 40 H+ + 30 e- -------> 10 NO + 20 H2O
SUMANDO:
3I2 + 10NO3- + 4H+ --------> 6IO3- + 10NO + 2H2O

-Si la ecuación fue dada originalmente en forma iónica, ésta es la respuesta del problema.

-Si la ecuación fue dada originalmente en forma molecular; se trasladan estos coeficientes a la ecuación molecular y se inspeccionan el balanceo de la ecuación:


3I2 + 10HNO3 -------> 6HIO3 + 10NO + 2H2O

¿Que es el estado de oxidación?


Los estados de oxidación no son otra cosa que la carga que asignamos a los átomos en una molécula o ión, partiendo de la suposición de que todos los enlaces presentes en esta son 100% iónicos.

Esta suposición es por supuesto errónea y ficticia. Sin embargo, la asignación de números de oxidación es útil para calcular el número de electrones intercambiados en reacciones redox.

En este link pueden consultar ESTADOS DE OXIDACIÓN MÁS HABITUALES DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS.. (cortesia de la Universidad Nacional de Lujan) Esta en formato de pdf. Asi que pueden descargarlo o imprimirlo

Ley de los Gases Ideales

Se han desarrollado leyes empíricas que relacionan las variables macroscópicas en base a las experiencias en laboratorio realizadas. En los gases ideales, estas variables incluyen la presión (P), el volumen (V) y la temperatura (T).

La ley de Boyle - Mariotte relaciona inversamente las proporciones de
volumen y presión de un gas, manteniendo la temperatura constante:

P1. V1 = P2 . V2

La ley de Gay-Lussac afirma que el volumen de un gas......., a presión constante, es directamente proporcional a la temperatura absoluta:

V1/T1 = V2/T2

La ley de Charles sostiene que, a volumen constante, la presión de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta del sistema:

P1/T1 = P2/T2

La temperatura se mide en kelvin (273 ºK = 0ºC) ya que no se puede dividir por cero.

Ley universal de los gases

De las tres leyes anteriores se deduce

P1/T1 =P2/T2; V1/T1 = V2/T2; P1.V1=P2.V2 -----

POR TANTO

P1.V1.T2 = P2.V2.T1

Ley de los Gases Generalizada

En base a la hipótesis de Avogadro puede considerarse una generalización de la ley de los gases. Si el volumen molar (volumen que ocupa un mol de molécula de gas) es el mismo para todos los gases en CNPT, entonces podemos considerar que el mismo para todos los gases ideales a cualquier temperatura y presión que se someta al sistema. Esto es cierto debido a que las leyes que gobiernan los cambios de volumen de los gases con variaciones de temperatura y presión son las mismas para todos los gases ideales. Se relaciona entonces, proporcionalmente, el número de moles (n), el volumen, la presión y la temperatura: P.V ~ n T. Para establecer una igualdad debemos añadir una constante (R) quedando:


P.V = n . R . T


El valor de R se calcula a partir del volumen molar en CNPT:

R = PV/nT = 1 atm. 22,4 L/1 mol. 273 K = 0.08205 atm.L/mol.K




Estequiometría y Cálculos Estequiometricos Kindle. Relaciones de Masa




Esta es una guía sobre Estequiometría, Cálculos Estequiométicos y Relaciones de Masa que normalmente se enseña en una Clase de Química Básica. Contiene información sobre que es estequiometría, como se balancean las ecuaciones químicas, cálculos basados en la estequiometría de la reaccion, Reactivos y Productos, Reactivo Limitante y Rendimiento de una Reacción. En fin todo lo que Ud. necesita para dominar como estudiante el tema de estequiometria. Además, la teoría de ilustra con ejemplos prácticos resueltos.

Lo puedes encontrar aquí:
http://goo.gl/HS7gX

Que es estequiometria?

Una reacción química es el proceso en el cual una sustancia (o sustancias) cambia para formar una o más sustancias nuevas, es decir es un proceso de cambio de unos reactivos iniciales a unos productos finales

Las reacciones químicas se representan mediante ecuaciones químicas. Por ejemplo el carbono (C) podría reaccionar con oxígeno gaseoso (O2) para formar dióxido de carbono(CO2). La ecuación química para esta reacción se escribe:

C + O2 = CO2

El '+' se lee como “reacciona con” y la flecha significa “produce”. Las fórmulas químicas a la izquierda de la flecha representan las sustancias de partida denominadas reactivos. A la derecha de la flecha están las formulas químicas de las sustancias producidas denominadas productos de la reacción. Los números al lado de las formulas son los coeficientes( el coeficiente 1 se omite).

En la reacción anterior el C y el O2 son los reactivos, el CO2 el producto.

La reacción de formación del agua se escribe:

2H2 + O2 = 2H2O

Nótese en la reacción anterior (formación del agua) que el numero de átomos de cada elemento a cada lado de la ecuación es el mismo:

Según la ley de la conservación de la masa los átomos ni se crean, ni se destruyen, durante una reacción química. Por lo tanto una ecuación química ha de tener el mismo número de átomos de cada elemento a ambos lados de la flecha. Se dice entonces que la ecuación está balanceada.

Como se balancean las ecuaciones químicas?

1) Se sigue un procedimiento estandarizado que se describe a continuación:

2) Se determinan los reactivos y los productos de la reacción química

3) Se escribe la ecuación química reactivos a productos

4) Se balancea la ecuación de la siguiente forma:

-- Se empieza por igualar la ecuación probando diferentes coeficientes para lograr que el número de átomos de cada elemento sea igual en ambos lados de la ecuación. Los subíndices de las fórmulas no se pueden cambiar).

-- Primero se buscan los elementos que aparecen una sola vez en cada lado de la ecuación y con igual número de átomos: las fórmulas que contienen estos elementos deben tener el mismo coeficiente. Por lo tanto, no es necesario ajustar los coeficientes de estos elementos en ese momento.

-- Después se buscan los elementos que aparecen sólo una vez en cada lado de la ecuación, pero con diferente número de átomos y se balancean estos elementos. Por último se balancean los elementos que aparecen en dos o más fórmulas del mismo lado de la ecuación.

--Se verifica que la ecuación igualada tenga el mismo número total de átomos de cada tipo en ambos lados de la flecha de la ecuación.

Ejemplo:
Consideremos la combustión del gas metano (CH4). Esta reacción consume oxígeno (O2) y produce agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2). Podemos entonces escribir la ecuación química:

CH4 + O2 = CO2 + H2O

Ahora contamos el número de átomos de cada elemento en reactivos y productos:

Reactivos:
C =1, H = 4, O = 2

Productos:
C = 1, H = 2, O = 3,

El carbono y el hidrógeno aparecen en un compuesto de los reactivos y en otro de los productos.

Hay igual numero de átomos de carbono en los reactivos que en los productos, pero dos veces más hidrógeno en los reactivos que en los productos y 1,5 veces mas oxigeno en los productos que en los reactivos.

Esto se puede arreglar balanceando la reacción, de manera de igualar el numero de átomos de cada especie química en cada lado de la ecuación. El carbono ya esta igualado, o sea no hay que hacer nada. Para el H hay que multiplicar por dos (2) en el agua, así ahora hay 4 átomos de H a cada lado. Pero ahora tenemos que a la derecha (productos) hay 4 átomos de oxigeno (dos del CO2 y dos del 2H2O), mientras que a la izquierda solo dos, por lo cual hay que multiplicar por dos el Oxigeno de la izquierda (reactivos)

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

Ahora ya tenemos la ecuación balanceada y la podemos leer como:

una molécula de metano reaccionan con dos de oxígeno produciendo una molécula de dióxido de carbono y dos moléculas de agua.

El estado físico de los reactivos y productos puede indicarse mediante los símbolos (g), (l) y (s), para indicar los estados gaseoso, líquido y sólido, respectivamente.
Por ejemplo:

CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O (l)

Lo ideal es que en una reacción química los reactivos estuviesen en la correcta proporción estequiométrica, es decir en aquella proporción que describe la ecuación química balanceada. Sin embargo, lo usual suele ser que se use un exceso de uno o más reactivos, para conseguir que reaccione la mayor cantidad posible del reactivo menos abundante.

Modelos atómicos (resumen)

Modelo atómico de Dalton (1766-1844)
  • cada elemento está formado por partículas indivisibles extremadamente pequeñas, llamadas átomos
  • todos los átomos de un elemento son idénticos entre sí (ej. masa) pero diferentes de las de otro elemento
Modelo atómico de Thomson (1897)
  • el átomo es una esfera cargada positívamente en cuyo interior están los electrones (partícula negativas)
Modelo atómico de Rutherford (1911)
  • Los átomos no son macizos, sino que etán vacíos y en su centro hay un diminuto núcleo 
  • núcleo central cargado positivamente con electrones (negativos) girando alrededor de él

Masa Atomica e Isotopos

MASA ATOMICA

La masa atómica relativa de un elemento, es la masa en gramos de 6.02 ·1023 (10 elevado a la 23) átomos (número de Avogadro, NA) de ese elemento. La masa relativa de los elementos de la tabla periódica desde el 1 hasta el 105 esta situada en la parte inferior de los símbolos de dichos elementos.
El átomo de carbono, con 6 protones y 6 neutrones, es el átomo de carbono 12 y es la masa de referencia para las masas atómicas. Una unidad de masa atómica (u.m.a), se define exactamente como 1/12 de la masa de un átomo de carbono que tiene una masa 12 u.m.a. una masa atómica relativa molar de carbono 12 tiene una masa de 12 g en esta escala.

Un mol gramo (abreviado, mol) de un elemento se define como el numero en gramos de ese elemento igual al número que expresa su masa relativa molar. Así, por ejemplo, un mol gramo de aluminio tiene una masa de 26.98 g y contiene 6.023 ·1023 átomos.




ISOTOPOS


Los isótopos son átomos que tienen el mismo número atómico, pero diferente número másico, lo cual quire decir que un mismo elemento puede "pesar" diferente. La mayoría de los elementos tiene dos ó más isótopos. La diferencia en peso entre dos isótopos de un elemento es el número de neutrones en el núcleo. Fijese en la figura de la izquierda (cortesia de paxprofundis.org) en donde se muestran tres atomos, todos del Hidrogeno. Cual es la diferencia entre estos tres atomos?)

El número de neutrones de un elemento químico se puede calcular como A-Z, es decir, como la diferencia entre el número másico y el número atómico. Por ejemplo, para el carbono Z=6. Es decir, todos los átomos de carbono tienen 6 protones y 6 electrones. Sin embargo, el carbono tiene dos isótopos: uno con A=12, con 6 neutrones y otro con número másico 13 (7 neutrones), que se representan como:
La cantidad relativa de un isótopo en la naturaleza recibe el nombre de abundancia isotópica natural. La masa atómica de un elemento es una media de las masas de sus isotópos naturales ponderada de acuerdo a su abundancia relativa. Por ejemplo, La plata (Ag) en su estado natural está constituida por una mezcla de dos isótopos de números másicos 107 y 109. Sabiendo que abundancia isotópica es la siguiente: 107Ag =56% y 109Ag =44%, el peso atómico de la plata natural se calcula como:



En general las propiedades químicas de un elemento están determinadas fundamentalmente por los protones y electrones de sus átomos y en condiciones normales los neutrones no participan en los cambios químicos. Por ello los isótopos de un elemento tendrán un comportamiento químico similar, formarán el mismo tipo de compuestos y reaccionarán de manera semejante.




Atomos y Particulas Subatomicas

La palabra átomo proviene del idioma griego y significa “no divisible” o “indivisible” por lo que el átomo se consideraría la particular mas pequeña de la materia que no se puede dividir. Este concepto fue inventado por Demócrito en el 400 ac y en aquella época se creía que el átomo era efectivamente la particula más pequeña posible de la materia (lo cual no es cierto ya que hay partículas subatómicas)

En los átomos se reconoce la existencia de partículas con carga eléctrica negativa, llamados electrones, los cuales giran en diversas "órbitas" o niveles de energía, alrededor de un núcleo central con carga eléctrica positiva. El átomo en su conjunto y sin la presencia de perturbaciones externas es eléctricamente neutro.

Centro del núcleo se encuentran otras partícula, los protones, que poseen carga eléctrica positiva, y los neutrones que no poseen carga eléctrica. Así pues dentro del átomo encontramos:

EL ELECTRÓN : Es una partícula elemental con carga eléctrica negativa igual a 1,602 x 10-19 Coulomb y masa igual a 9,1083 x 10-28 g, que se encuentra formando parte de los átomos de todos los elementos

EL NEUTRÓN: Es una partícula elemental eléctricamente neutra y masa ligeramente superior a la del protón, que se encuentra formando parte de los átomos de todos los elementos

EL PROTÓN: Es una partícula elemental con carga eléctrica positiva igual a 1,602 x 10-19 Coulomb y cuya masa es 1837 veces mayor que la del electrón. La misma se encuentra formando parte de los átomos de todos los elementos.

En un átomo de un elemento cualquiera se tiene la misma cantidad de protones y de electrones . Esta cantidad recibe el nombre de número atómico, y se designa por la letra "Z".
A la cantidad total de protones más neutrones presentes en un núcleo atómico se denomina número másico y se designa por la letra "A".

Si designamos por "X" a un elemento químico cualquiera, su número atómico y másico se representa por la siguiente simbología:

A
X
z

Por ejemplo, para el Sodio tenemos:



Así el número de neutrones resulta de la ecuacion neutrones (n) = A - Z

Herramienta interactiva estructura atomica


Si quieres una herramienta interactiva que te permita "ver" como son los atomos en su estructura atomica y configuracion electronica por favor haz click en el siguiente enlace. Alli podras buscar el elemento quimico a visualizar y obtendras una representacion de la estructura atomica de la misma.


http://keithcom.com/atoms/

Quimica y color de la sangre


No todos los seres vivos tiene sangre de color rojo, también hay de color verde, azul y violeta.Ve el porqué en este video
Posted by Cerebro Digital on jueves, 12 de noviembre de 2015

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