En esta lección
Llévatelo
- Diapositivas de la lección (en inglés) (PDF)
- Hoja de práctica (próximamente)
Pregunta esencial
¿Cómo puede un dibujo mostrar una reacción?
En el examen de AP verás cajas llenas de círculos de colores, y tendrás que convertirlas en ecuaciones o convertir ecuaciones en dibujos. Al terminar esta lección, deberías poder hacer las dos cosas.
El video está en inglés. ¿El video no carga? Míralo en YouTube.
Tres maneras de mostrar una reacción
- Macroscópica: lo que podemos ver y medir, como burbujas o un cambio de color.
- A nivel de partículas: lo que hacen los átomos y las moléculas, dibujado con círculos.
- Simbólica: la ecuación química.
Las flechas van en las dos direcciones por una razón: quienes dominan la química se mueven con facilidad entre las tres. Esta lección se enfoca en la conexión entre los dibujos de partículas y las ecuaciones.
Lectura de un diagrama de partículas
- Cada círculo es un átomo.
- Los círculos que se tocan están unidos en una sola molécula.
- Revisa siempre la clave.
El agua es un oxígeno rojo con dos hidrógenos blancos. El amoníaco (NH3) es un nitrógeno azul con tres hidrógenos. El dióxido de carbono es un carbono oscuro entre dos oxígenos. Si sabes leer la clave, puedes leer cualquier molécula.
De la ecuación a las partículas
- Los coeficientes te dicen cuántas partículas dibujar.
- Todas las moléculas de una misma sustancia deben verse iguales.
Para N2 + 3H2 → 2NH3, la caja de antes lleva una molécula de N2 y tres moléculas de H2. La caja de después lleva dos moléculas de NH3, cada una con un nitrógeno azul y tres hidrógenos blancos.
Los dibujos deben conservar los átomos
- Cuenta cada tipo de átomo en las dos cajas.
- Los totales deben coincidir.
| Átomo | Antes (CH4 + 2O2) | Después (CO2 + 2H2O) |
|---|---|---|
| C | 1 | 1 |
| H | 4 | 2 × 2 = 4 |
| O | 2 × 2 = 4 | 2 + 2 = 4 |
Si tus conteos no coinciden, tu dibujo está mal, aunque se vea bonito.
Reactivo sobrante
- El reactivo en exceso se queda en la caja de después.
- Las partículas sobrantes no cambian.
Para 2H2 + O2 → 2H2O, la caja de antes tiene cuatro H2 y tres O2. Cuatro moléculas de H2 necesitan solo dos moléculas de O2, porque la razón es 2 a 1. Eso forma cuatro aguas, y sobra un O2. El H2 se acabó primero. En el Tema 4.5 lo llamamos el reactivo limitante.
Iones en los diagramas de partículas
- Disueltos (aq): iones dibujados separados y esparcidos.
- Sólido (s): iones apretados en un grupo.
El cloruro de sodio disuelto se dibuja como iones Na+ y Cl− separados por toda el agua. El cloruro de plata sólido se dibuja como iones Ag+ y Cl− apretados en el fondo, alternando positivos y negativos. Lo usarás cada vez que dibujes una reacción de precipitación.
Ejemplos resueltos
Primero intenta resolver cada problema por tu cuenta y luego abre la solución para revisar tu trabajo.
Ejemplo 1: La caja de después
La reacción es 2CO + O2 → 2CO2. Dibuja la caja de después para la caja de antes que se muestra abajo.
Mostrar la solución
- Cuenta las partículas: 4 moléculas de CO (los pares gris oscuro y rojo) y 3 moléculas de O2 (los pares rojos).
- Usa los coeficientes: 2 CO reaccionan con 1 O2, así que 4 CO necesitan 2 O2.
- Encuentra lo que sobra: 3 O2 − 2 O2 = 1 O2 sobrante. El CO se acaba primero.
- Productos: cada CO se convierte en un CO2, así que 4 CO → 4 CO2.
- Dibújalo: 4 moléculas de CO2 (O-C-O) y 1 molécula de O2 sin reaccionar
- Revisa los átomos: C: 4 → 4. O: antes, 4 (en el CO) + 6 (en el O2) = 10; después, 8 (en el CO2) + 2 (O2 sobrante) = 10. ✓
Ejemplo 2: La ecuación
Escribe la ecuación balanceada de la reacción que se muestra en el diagrama.
Mostrar la solución
- Identifica y cuenta: el amarillo es azufre y el rojo es oxígeno. Antes: 4 SO2 y 3 O2. Después: 4 SO3 y 1 O2.
- Quita lo que sobra: 1 O2 estaba desde antes y nunca reaccionó, así que no va en la ecuación.
- Escribe lo que reaccionó: 4SO2 + 2O2 → 4SO3 (3 − 1 = 2 O2 reaccionaron).
- La razón entera más baja: divide todos los coeficientes entre 2. 2SO2 + O2 → 2SO3
- Revisa: S: 2 → 2. O: 4 (en 2SO2) + 2 (en O2) = 6 → 6 (en 2SO3). ✓
Práctica
La hoja de práctica llegará pronto.
Diapositivas de la lección
Ideas clave
- Coeficientes = partículas que se dibujan
- Los átomos se conservan
- Lo que sobra no va en la ecuación
- Iones disueltos separados, sólidos apretados juntos
De vuelta a la pregunta esencial: un buen dibujo muestra las partículas correctas en las cantidades correctas, con cada átomo contado. A continuación, el Tema 4.4 examina más de cerca qué distingue los cambios físicos de los químicos.
Alineación con AP
Esta lección cubre el Tema 4.3, Representaciones de las reacciones, de la Unidad 4 (Reacciones químicas) de la Descripción del curso y del examen (CED, por sus siglas en inglés) de AP Chemistry del College Board. Objetivo de aprendizaje:
- 4.3.A: Representar una reacción química o un proceso físico dado con un modelo de partículas consistente.
Conocimiento esencial: 4.3.A.1
Habilidad sugerida: 3.B Representación de datos y fenómenos. Representar sustancias o fenómenos químicos con diagramas o modelos apropiados (por ejemplo, la configuración electrónica).