11.4: Reacciones de combinación

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¿Qué tan útil es una llanta de rueda?

Una llanta de rueda no es muy útil por sí misma. Conducir en la llanta puede dañarlo y hacer que el viaje sea muy difícil. Cuando la llanta se combina con una llanta, el producto puede colocarse en un automóvil y usarse para una conducción segura y cómoda. Los dos elementos separados se combinan para hacer algo que mejore el viaje en auto.

Reacciones de combinación

Una reacción de combinación 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:

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

Una reacción de combinación es dos elementos que se combinan para formar un compuesto. El metal de sodio sólido reacciona con el gas cloro para producir cloruro de sodio sólido.

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

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.

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

El azufre reacciona con el oxígeno para formar dióxido de azufre.

\[\ce{S} \left( s \right) + \ce{O_2} \left( g \right) \rightarrow \ce{SO_2} \left( g \right)\nonumber \]

Cuando los no metales reaccionan entre sí, el producto es un compuesto molecular. A menudo, los reactivos no metálicos pueden combinarse en diferentes proporciones y producir diferentes productos. El azufre también se puede combinar con el oxígeno para formar trióxido de azufre.

\[2 \ce{S} \left( s \right) + 3 \ce{O_2} \left( g \right) \rightarrow 2 \ce{SO_3} \left( g \right)\nonumber \]

Los metales de transición son capaces de adoptar múltiples cargas positivas dentro de sus compuestos iónicos. Por lo tanto, la mayoría de los metales de transición son capaces de formar diferentes productos en una reacción de combinación. El hierro reacciona con el oxígeno para formar tanto óxido de hierro (II) como óxido de hierro (III):

\[2 \ce{Fe} \left( s \right) + \ce{O_2} \left( g \right) \rightarrow 2 \ce{FeO} \left( s \right)\nonumber \]

\[4 \ce{Fe} \left( s \right) + 3 \ce{O_2} \left( g \right) \rightarrow 2 \ce{Fe_2O_3} \left( s \right)\nonumber \]

Ejemplo\(\PageIndex{1}\): Combination Reactions

El potasio es un metal alcalino muy reactivo que debe almacenarse bajo aceite para evitar que reaccione con el aire. Escribir la ecuación química equilibrada para la reacción de combinación de potasio con oxígeno.

Solución

Paso 1: Planear el problema.

Asegúrese de que las fórmulas de todos los reactivos y productos sean correctas antes de equilibrar la ecuación. El gas oxígeno es una molécula diatómica. El óxido de potasio es un compuesto iónico y por lo tanto su fórmula se construye por el método entrecruzado. Potasio como un ion se convierte\(\ce{K^+}\), mientras que el ion óxido es\(\ce{O^{2-}}\).

Paso 2: Resolver.

La ecuación del esqueleto (desequilibrado):

\[\ce{K} \left( s \right) + \ce{O_2} \left( g \right) \rightarrow \ce{K_2O} \left( s \right) \nonumber\nonumber \]

Entonces, la ecuación se equilibra fácilmente con coeficientes.

\[4 \ce{K} \left( s \right) + \ce{O_2} \left( g \right) \rightarrow 2 \ce{K_2O} \left( s \right) \nonumber\nonumber \]

Paso 3: Piensa en tu resultado.

Las fórmulas son correctas y la reacción de combinación resultante es equilibrada.

Ejercicio\(\PageIndex{1}\)

¿Se puede construir una reacción equilibrada y combinada para la formación de óxido de aluminio (Al ₂ O ₃)?

Contestar: 4Al + 3O ₂ → 2Al ₂ O ₃

Las reacciones de combinación también pueden tener lugar cuando un elemento reacciona con un compuesto para formar un nuevo compuesto compuesto por un mayor número de átomos. El monóxido de carbono reacciona con el oxígeno para formar dióxido de carbono, según la ecuación:

\[2 \ce{CO} \left( g \right) + \ce{O_2} \left( g \right) \rightarrow 2 \ce{CO_2} \left( g \right)\nonumber \]

Dos compuestos también pueden reaccionar para formar un compuesto más complejo. Un ejemplo muy común es la reacción de un óxido con agua. El óxido de calcio reacciona fácilmente con el agua para producir una solución acuosa de hidróxido de calcio.

\[\ce{CaO} \left( s \right) + \ce{H_2O} \left( l \right) \rightarrow \ce{Ca(OH)_2} \left( aq \right)\nonumber \]

El gas trióxido de azufre reacciona con el agua para formar ácido sulfúrico. Esta es una reacción lamentablemente común que ocurre en la atmósfera en algunos lugares donde los óxidos de azufre están presentes como contaminantes. El ácido formado en la reacción cae al suelo como lluvia ácida.

\[\ce{SO_3} \left( g \right) + \ce{H_2O} \left( l \right) \rightarrow \ce{H_2SO_4} \left( aq \right)\nonumber \]

Figura\(\PageIndex{2}\): La lluvia ácida tiene graves consecuencias tanto en objetos naturales como artificiales. La lluvia ácida degrada estatuas de mármol como la de la izquierda (A). Los árboles en el bosque de la derecha (B) han sido asesinados por la lluvia ácida. (Crédito: (A) Nipik; (B) Nino Barbieri; Fuente: (A) http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Acid_rain_woods1.JPG(opens en nueva ventana); (B) http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pollution_-_Damaged_by_acid_rain.jpg(opens en nueva ventana); Licencia: (A) Dominio público; (B) CC por 2.5 (se abre en una ventana nueva))

Resumen

Las reacciones de combinación ocurren cuando dos o más sustancias se combinan para formar una nueva sustancia.

Revisar

¿Qué son las reacciones de combinación?
Escribe el producto de la siguiente reacción: Mg+H ₂ O→
¿El CH ₄ +2O ₂ →CO ₂ +2H ₂ O es una reacción de combinación? Explica tu respuesta.