Saltar al contenido principal
LibreTexts Español

11.3: Tipos de reacciones inorgánicas

  1. Última actualización
  2. Guardar como PDF
  • Page ID
    77609

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Resultados de aprendizaje

    • Clasifique una reacción como combinación, descomposición, reemplazo simple, reemplazo doble o combustión.
    • Determinar si una reacción es una reacción de oxidación-reducción.
    • Predecir los productos y equilibrar una reacción de combustión.

    Muchas reacciones químicas pueden clasificarse como uno de los cinco tipos básicos. Tener un conocimiento profundo de este tipo de reacciones será útil para predecir los productos de una reacción desconocida. Los cinco tipos básicos de reacciones químicas son combinación, descomposición, reemplazo simple, reemplazo doble y combustión. Analizar los reactivos y productos de una reacción dada le permitirá colocarlo en una de estas categorías. Algunas reacciones encajarán en más de una categoría. Identificar una reacción como uno de estos tipos no impide que también sea una reacción de oxidación-reducción (redox). Por ejemplo, muchas reacciones de combinación también se pueden clasificar como una reacción redox.

    Reacciones de combinación

    Una reacción de combinación, también conocida como reacción de síntesis, es una reacción en la que dos o más sustancias se combinan para formar una sola sustancia nueva. Las reacciones de combinación también se pueden llamar reacciones de síntesis. La forma general de una reacción de combinación es:

    \[\ce{A} + \ce{B} \rightarrow \ce{AB}\]

    Un ejemplo de una reacción de combinación son dos elementos que se combinan para formar un compuesto. El metal de sodio sólido reacciona con gas cloro para producir cloruro de sodio sólido.

    \[2 \ce{Na} \left( s \right) + \ce{Cl_2} \left( g \right) \rightarrow 2 \ce{NaCl} \left( s \right)\]

    Esta reacción también se puede clasificar como una reacción redox debido a los cambios en los estados de oxidación. El sodio pasa de un estado de oxidación de 0 a +1 mientras que el cloro pasa de un 0 a un estado de\(-1\) oxidación.

    Observe que para escribir y equilibrar la ecuación correctamente, es importante recordar los siete elementos que existen en la naturaleza como moléculas diatómicas (\(\ce{H_2}\)\(\ce{N_2}\),\(\ce{O_2}\),\(\ce{F_2}\),\(\ce{Cl_2}\),\(\ce{Br_2}\), y\(\ce{I_2}\)).

    Un tipo de reacción combinada que ocurre frecuentemente es la reacción de un elemento con el oxígeno para formar un óxido. Los metales y los no metales reaccionan fácilmente con el oxígeno en la mayoría de las condiciones. El magnesio reacciona rápida y dramáticamente cuando se enciende, combinándose con el oxígeno del aire para producir un polvo fino de óxido de magnesio.

    \[2 \ce{Mg} \left( s \right) + \ce{O_2} \left( g \right) \rightarrow 2 \ce{MgO} \left( s \right)\]

    Reacciones de descomposición

    Una reacción de descomposición es una reacción en la que un compuesto se descompone en dos o más sustancias más simples. La forma general de una reacción de descomposición es:

    \[\ce{AB} \rightarrow \ce{A} + \ce{B}\]

    La mayoría de las reacciones de descomposición requieren una entrada de energía en forma de calor, luz o electricidad.

    Los compuestos binarios son compuestos compuestos por solo dos elementos. El tipo más simple de reacción de descomposición es cuando un compuesto binario se descompone en sus elementos. El óxido de mercurio (II), un sólido rojo, se descompone cuando se calienta para producir mercurio y oxígeno gaseoso.

    \[2 \ce{HgO} \left( s \right) \rightarrow 2 \ce{Hg} \left( l \right) + \ce{O_2} \left( g \right)\]

    También se considera que una reacción es una reacción de descomposición incluso cuando uno o más de los productos siguen siendo un compuesto. Un carbonato metálico se descompone en un gas de óxido metálico y dióxido de carbono. Por ejemplo, el carbonato de calcio se descompone en óxido de calcio y dióxido de carbono.

    \[\ce{CaCO_3} \left( s \right) \rightarrow \ce{CaO} \left( s \right) + \ce{CO_2} \left( g \right)\]

    Los hidróxidos metálicos se descomponen al calentarse para producir óxidos metálicos y agua. El hidróxido de sodio se descompone para producir óxido de sodio y agua.

    \[2 \ce{NaOH} \left( s \right) \rightarrow \ce{Na_2O} \left( s \right) + \ce{H_2O} \left( g \right)\]

    Reacciones de reemplazo único

    Una reacción de reemplazo único, también conocida como reacción de desplazamiento simple o de sustitución, es una reacción en la que un elemento reemplaza a un elemento similar en un compuesto. La forma general de una reacción de reemplazo único es:

    \[\ce{A} + \ce{BC} \rightarrow \ce{AC} + \ce{B}\]

    En esta reacción general, el elemento\(\ce{A}\) es un metal y reemplaza elemento\(\ce{B}\), también un metal, en el compuesto. Cuando el elemento que está haciendo el reemplazo es un no metal, debe reemplazar otro no metálico en un compuesto, y la ecuación general se convierte en:

    \[\ce{Y} + \ce{XZ} \rightarrow \ce{XY} + \ce{Z}\]

    \(\ce{Y}\)es un no metal y reemplaza el no metal\(\ce{Z}\) en el compuesto por\(\ce{X}\).

    El magnesio es un metal más reactivo que el cobre. Cuando se coloca una tira de metal de magnesio en una solución acuosa de nitrato de cobre (II), reemplaza al cobre. Los productos de la reacción son nitrato de magnesio acuoso y cobre metálico sólido.

    \[\ce{Mg} \left( s \right) + \ce{Cu(NO_3)_2} \left( aq \right) \rightarrow \ce{Mg(NO_3)_2} \left( aq \right) + \ce{Cu} \left( s \right)\]

    Muchos metales reaccionan fácilmente con los ácidos y, cuando lo hacen, uno de los productos de la reacción es el gas hidrógeno. El zinc reacciona con ácido clorhídrico para producir cloruro de zinc e hidrógeno acuosos (ver figura abajo).

    \[\ce{Zn} \left( s \right) + 2 \ce{HCl} \left( aq \right) \rightarrow \ce{ZnCl_2} \left( aq \right) + \ce{H_2} \left( g \right)\]

    Figura\(\PageIndex{1}\): El zinc metálico reacciona con ácido clorhídrico para desprender hidrógeno gaseoso en una reacción de reemplazo único.
    Figura\(\PageIndex{2}\): Aquí se muestran alrededor de 3 libras de metal de sodio que reaccionan con agua. El sodio metálico reacciona vigorosamente cuando se deja caer en un recipiente con agua, emitiendo gas hidrógeno. Un trozo grande de sodio a menudo generará tanto calor que el hidrógeno se encenderá.

    Reacciones de doble reemplazo

    Una reacción de doble reemplazo, también conocida como doble desplazamiento, es una reacción en la que los iones positivos y negativos de dos compuestos iónicos intercambian lugares para formar dos nuevos compuestos. La forma general de una reacción de doble reemplazo es:

    \[\ce{AB} + \ce{CD} \rightarrow \ce{AD} + \ce{CB}\]

    En esta reacción,\(\ce{A}\) y\(\ce{C}\) son cationes cargados positivamente, mientras que\(\ce{B}\) y\(\ce{D}\) son aniones cargados negativamente. Las reacciones de doble reemplazo generalmente ocurren entre sustancias en solución acuosa. Para que ocurra una reacción, uno de los productos suele ser un precipitado sólido, un gas o un compuesto molecular como el agua.

    Se forma un precipitado en una reacción de doble reemplazo cuando los cationes de uno de los reactivos se combinan con los aniones del otro reactivo para formar un compuesto iónico insoluble. Cuando se mezclan soluciones acuosas de yoduro de potasio y nitrato de plomo (II), se produce la siguiente reacción.

    \[2 \ce{KI} \left( aq \right) + \ce{Pb(NO_3)_2} \left( aq \right) \rightarrow 2 \ce{KNO_3} \left( aq \right) + \ce{PbI_2} \left( s \right)\]

    Figura\(\PageIndex{3}\): Cuando se agregan unas gotas de nitrato de plomo (II) a una solución de yoduro de potasio, inmediatamente se forma un precipitado amarillo de yoduro de plomo (II) en una reacción de doble reemplazo.

    Reacciones de combustión

    Una reacción de combustión es una reacción en la que una sustancia reacciona con el gas oxígeno, liberando energía en forma de luz y calor. Las reacciones de combustión deben involucrar\(\ce{O_2}\) como un solo reactivo. La combustión del gas hidrógeno produce vapor de agua (ver figura abajo).

    \[2 \ce{H_2} \left( g \right) + \ce{O_2} \left( g \right) + 2 \ce{H_2O} \left( g \right)\]

    Observe que esta reacción también califica como reacción de combinación.

    Figura\(\PageIndex{4}\): El Hindenburg era una aeronave llena de hidrógeno que sufrió un accidente al intentar aterrizar en Nueva Jersey en 1937. El hidrógeno inmediatamente se quemó en una enorme bola de fuego, destruyendo la aeronave y matando a 36 personas. La reacción química fue simple: hidrógeno combinándose con oxígeno para producir agua.

    Muchas reacciones de combustión ocurren con un hidrocarburo, un compuesto compuesto únicamente por carbono e hidrógeno. Los productos de la combustión de hidrocarburos son siempre el dióxido de carbono y el agua. Muchos hidrocarburos se utilizan como combustible debido a que su combustión libera una gran cantidad de energía térmica. \(\left( \ce{C_3H_8} \right)\)El propano es un hidrocarburo gaseoso que se usa comúnmente como fuente de combustible en parrillas de gas.

    \[\ce{C_3H_8} \left( g \right) + 5 \ce{O_2} \left( g \right) \rightarrow 3 \ce{CO_2} \left( g \right) + 4 \ce{H_2O} \left( g \right)\]

    Ejemplo\(\PageIndex{1}\)

    El etanol se puede utilizar como fuente de combustible en una lámpara de alcohol. La fórmula para el etanol es\(\ce{C_2H_5OH}\). Escribe la ecuación balanceada para la combustión de etanol.

    Solución

    Paso 1: Planear el problema.

    El etanol y el oxígeno son los reactivos. Al igual que con un hidrocarburo, los productos de la combustión de un alcohol son el dióxido de carbono y el agua.

    Paso 2: Resolver.

    Escribe las ecuaciones del esqueleto:\(\ce{C_2H_5OH} \left( l \right) + \ce{O_2} \left( g \right) \rightarrow \ce{CO_2} \left( g \right) + \ce{H_2O} \left( g \right)\)

    Equilibrar la ecuación.

    \[\ce{C_2H_5OH} \left( l \right) + 3 \ce{O_2} \left( g \right) \rightarrow 2 \ce{CO_2} \left( g \right) + 3 \ce{H_2O} \left( g \right)\]

    Paso 3: Piensa en tu resultado.

    Las reacciones de combustión deben tener oxígeno como reactivo. Obsérvese que el agua que se produce está en estado gaseoso más bien que en estado líquido debido a las altas temperaturas que acompañan a una reacción de combustión.

    Recursos Suplementarios

    Colaboradores y Atribuciones

    • CK-12 Foundation by Sharon Bewick, Richard Parsons, Therese Forsythe, Shonna Robinson, and Jean Dupon.

    • Allison Soult, Ph.D. (Department of Chemistry, University of Kentucky)

    This page titled 11.3: Tipos de reacciones inorgánicas is shared under a CK-12 license and was authored, remixed, and/or curated by CK-12 Foundation via source content that was edited to the style and standards of the LibreTexts platform; a detailed edit history is available upon request.

    CK-12 Foundation
    LICENSED UNDER
    CK-12 Foundation is licensed under CK-12 Curriculum Materials License