Resumen de Química General: Reacciones y Estequiometría

## Introducción Las reacciones químicas son procesos en los que las **sustancias iniciales (reactivos)** se transforman en **sustancias nuevas (productos)** mediante ruptura y formación de enlaces. En este material revisaremos las partes de una reacción, tipos principales, la ley de conservación de la materia y técnicas básicas de balanceo por tanteo, además de la importancia biológica e industrial. También se abordarán conceptos relacionados con pH, teorías ácido-base y equilibrio químico. > Definición: Una reacción química es un proceso en el que una o varias especies químicas se convierten en otras mediante reorganización de átomos y electrones. ## Módulo 1: Partes y tipos de reacciones químicas ### 1.1 Partes de una reacción química - **Reactivos**: sustancias iniciales que participan en la reacción. - **Productos**: sustancias formadas tras la reacción. - **Coeficientes estequiométricos**: números enteros que indican proporciones molares. - **Flecha de reacción**: indica la dirección; por ejemplo, -> para reacción directa y <=> para equilibrio. > Definición: Coeficiente estequiométrico es el número entero que multiplica a una fórmula química en una ecuación balanceada y expresa la proporción molar entre especies. Ejemplo: $$\ce{2H2 + O2 -> 2H2O}$$ - Reactivos: $\ce{H2}$, $\ce{O2}$ - Producto: $\ce{H2O}$ - Coeficientes: $2$, $1$, $2$ ### 1.2 Tipos de reacciones químicas Tabla comparativa de tipos comunes | Tipo | Descripción | Ejemplo (ce) | |---|---:|---| | Síntesis (combinación) | Dos o más sustancias forman una sola | $\ce{2Na + Cl2 -> 2NaCl}$ | | Descomposición | Una sustancia se divide en varias | $\ce{2H2O2 -> 2H2O + O2}$ | | Simple sustitución | Un elemento sustituye a otro en un compuesto | $\ce{Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2}$ | | Doble sustitución | Intercambio de iones entre compuestos | $\ce{AgNO3 + NaCl -> AgCl + NaNO3}$ | | Redox (oxidación-reducción) | Transferencia de electrones entre especies | $\ce{2Fe^{3+} + Cu -> 2Fe^{2+} + Cu^{2+}}$ | Bullets sobre cómo reconocerlos: - Reacción de síntesis: aparece un solo producto. - Descomposición: un reactivo, varios productos. - Sustituciones: aparecen productos con elementos intercambiados. - Redox: cambio en estados de oxidación de elementos. Fun fact: ¿Sabías que la combustión es un tipo de reacción redox que libera energía rápidamente y se utiliza tanto en motores como en procesos industriales para generar calor y movimiento? ### 1.3 Ley de la conservación de la materia > Definición: La ley de conservación de la materia establece que la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos en una reacción química cerrada. Implicaciones prácticas: - En ecuaciones químicas, el número de átomos de cada elemento debe conservarse. - Esto exige balancear las ecuaciones mediante ajuste de coeficientes estequiométricos. #### 1.3.1 Balanceo por método del tanteo Pasos generales: 1. Escribir la ecuación sin coeficientes (solo fórmulas). 2. Contar átomos de cada elemento en reactivos y productos. 3. Ajustar coeficientes enteros pequeños para igualar números de átomos. 4. Revisar que todos los átomos y la carga (si aplica) estén balanceados. Ejemplo paso a paso: Ecuación no balanceada: $$\ce{H2 + O2 -> H2O}$$ Contar átomos: reactivos H:2, O:2; producto H:2, O:1. Ajuste: colocar coeficiente 2 frente a $\ce{H2O}$ $$\ce{H2 + O2 -> 2H2O}$$ Recontar: reactivos H:2, O:2; productos H:4, O:2 — ahora H no balanceado. Colocar coeficiente 2 frente a $\ce{H2}$ $$\ce{2H2 + O2 -> 2H2O}$$ Revisión final: H:4 en ambos lados, O:2 en ambos lados. Ecuación balanceada. > Nota: El tanteo suele funcionar bien con ecuaciones simples y es la primera herramienta en problemas de balanceo. #### 1.3.2 Mención de métodos algebraicos y redox para balanceo - **Método algebraico**: se asignan incógnitas a coeficientes y se resuelve un sistema lineal homogéneo con restricciones enteras. Es útil para ecuaciones complejas. - **Método redox**: se separa la reacción en semirr