Escribir ecuaciones químicas en el examen de química AP

Que esperar

Aquí estamos en el laboratorio de Química AP, realizando con entusiasmo un experimento que involucra reacciones químicas. Se mezclan 5 ml de una solución 0,10 molar de nitrato de calcio con 10 ml de solución 0,20 molar de sulfato de sodio. Se forma un precipitado blanco. ¿Cuál es la identidad de este precipitado? ¿Podrías escribir una ecuación química balanceada para la reacción observada? ¿Qué evidencia tenemos de que ocurrió una reacción? ¿Puede responder estas preguntas en el acto, ahora mismo? Si es así, ¡buen trabajo! Estás en buena forma para afrontar la parte del examen de Química AP que implica escribir ecuaciones químicas. Las reacciones químicas son un gran problema en Química AP, por lo que no hace falta decir que estarán en el examen AP. Su capacidad para escribir ecuaciones en la sección de Respuesta libre del examen será de gran ayuda al realizar el examen. La sección de respuesta libre consta de siete preguntas de respuesta libre de varias partes. Muchas de estas preguntas contienen indicaciones como la que presenté en este video. Pueden pedirle que escriba ecuaciones químicas dados los datos, observaciones o vistas de partículas. Estos pueden estar representados por ecuaciones moleculares, iónicas o iónicas netas. Aquí hay algo interesante sobre el examen de Química AP: puedes obtener puntos por respuestas lógicas, incluso si no son correctas. Entonces, si no está seguro de si la ecuación que escribió es correcta, ¡vale la pena intentarlo! Escribir una ecuación, ya sea correcta o incorrecta, es especialmente importante porque el nuevo formato AP puede requerir que use su ecuación para muchas partes de cada pregunta de respuesta libre. Una vez que hayas escrito las ecuaciones, ¡por supuesto que tienes que equilibrarlas! Es probable que deba aplicar ecuaciones equilibradas a un escenario. Esto podría implicar encontrar la cantidad de producto creado o la cantidad de reactivo necesaria para la reacción, encontrar el reactivo limitante o reactivo en exceso, o encontrar el porcentaje de rendimiento o rendimiento teórico. Lo dije una vez, pero lo diré de nuevo: serás recompensado por el pensamiento lógico, ¡incluso si tu respuesta no es del todo correcta!

Tipos de reacciones químicas

Es bueno conocer sus tipos de reacciones. Si puede identificar cómo es probable que reaccionen dos reactivos, entonces puede predecir los productos. Lo contrario también es cierto: si conoce los productos y el tipo de reacción, es probable que pueda predecir los reactivos. Muchas de las ecuaciones que tendrás que escribir implican este tipo de pensamiento. Hay cuatro tipos principales de reacciones. Reacciones de síntesis : dos reactivos se combinan para formar un producto. Lo más probable es que haya realizado una reacción de síntesis en el laboratorio, como la formación de óxido de magnesio a partir de magnesio metálico y oxígeno gaseoso: 2Mg (s) + O2 (g) -> 2MgO Descomposición : un reactivo se descompone en dos o más productos. Es lo opuesto a una reacción de síntesis. Es posible que también haya encontrado una reacción como esta en el laboratorio. ¿Quizás descompuso el óxido de plata (I) en plata y gas oxígeno? 2Ag2O (s) -> 4Ag (s) + O2 (g) Ácido-base (teoría de Bronsted-Lowry) : los protones se transfieren de un donante de protones (un ácido) a un aceptor de protones (una base). La mayoría de las veces, los ácidos son identificables por los protones que se muestran al principio de su fórmula química o por su nombre. Sin embargo, tenga cuidado, a veces los ácidos (especialmente los débiles) tendrán su protón desprendible al final de su fórmula o incrustado dentro. Los ácidos difíciles como estos suelen ir acompañados de un pequeño indicio de la prueba AP. Los ácidos siempre perderán un protón para formar una base conjugada. La base conjugada tiene la misma fórmula que el ácido, excepto que le falta un protón y tiene carga negativa. Las bases suelen ser hidróxidos o aminas. Estos compuestos ganarán un protón para convertirse en ácidos conjugados. En el caso de las bases débiles, el ácido conjugado tiene la misma fórmula que la base, excepto que ha ganado un protón y ahora tiene una carga positiva. El ácido acético (que se puede escribir como HC2H3O2 o CH3COOH) reacciona con la anilina, una base débil. HC2H3O2 + C6H5NH2 -> C2H3O2- + C6H5NH3 + En el lado de los productos, el ácido acético ha perdido un protón y ahora tiene carga negativa. La anilina ganó ese protón en su grupo amina y ahora está cargada positivamente. Las bases fuertes se ionizarán en hidróxidos y un catión positivo. Los hidróxidos reaccionan con los protones del ácido para producir agua. Los iones restantes forman una sal. HCl + NaOH -> H2O + NaCl Las reacciones de neutralización como estas se representan mejor mediante una ecuación iónica neta. H + + OH- -> H2O Repasaremos más las ecuaciones iónicas netas en la siguiente sección. Oxidación-Reducción : Implica una transferencia neta de electrones. La especie que pierde electrones se oxida, la especie que gana electrones se reduce. La mayoría de las reacciones de reemplazo individual entran en esta categoría. Cualquier electroquímica implica reacciones de oxidación-reducción. ¿Quizás ha puesto un trozo de metal en ácido? ¿Como metal magnesio en ácido clorhídrico? Mg + HCl -> H2 + MgCl2 En esta reacción, el magnesio pierde dos electrones de valencia al hidrógeno y se oxida. Dos átomos de hidrógeno ganan cada uno un electrón y se reducen.

Consejos para escribir reacciones químicas

Las primeras y mejores tácticas para escribir reacciones químicas incluyen poder identificar el tipo de compuesto presente y estar familiarizado con las reglas para nombrar compuestos. Si aún no lo ha hecho, memorice los nombres y fórmulas de iones poliatómicos comunes. Comprender cómo determinar las cargas en las formas iónicas de elementos representativos. Recuerde que el hidrógeno, el oxígeno, el flúor, el bromo, el yodo, el nitrógeno y el cloro forman compuestos diatómicos gaseosos con ellos mismos si no están unidos a ningún otro elemento. Incluso los nombramos como si existieran de forma monatómica. Por ejemplo, cuando un mensaje dice hidrógeno, la fórmula es H2 (g). Es útil recordar estos elementos como la serie HOFBrINCl. Estudia las reglas de solubilidad. Es bueno tener un conocimiento firme de los compuestos que probablemente sean solubles o insolubles. Por ejemplo, sepa que los compuestos que contienen nitratos siempre son solubles. Familiarícese con la serie de actividades. ¿Qué metales se oxidan más fácilmente? Por supuesto, no memorice esto, pero sepa que los metales con baja energía de ionización se oxidarán más fácilmente que con una energía de ionización relativamente alta. Este tipo de conocimiento será útil para escribir ecuaciones para reacciones de oxidación-reducción. Los letreros estatales pueden ser útiles, pero generalmente no se otorgan puntos por ellos. Al escribir ecuaciones, está bien escribirlas; sin embargo, a menos que se especifique, no son necesarios. Equilibrar ecuaciones. Escribir la ecuación a menudo es difícil, pero equilibrar una ecuación debería ser fácil. Puedes practicar con preguntas AP reales. Vaya al sitio web del Examen de Química Central AP y acceda a las preguntas de Respuesta Libre y sus rúbricas de calificación de años anteriores. Recomiendo resolver estos problemas y comparar su trabajo con la clave. Tendrá una idea de lo que buscan los calificadores.

Práctica

Hay tres tipos de ecuaciones que puede tener que escribir: molecular, iónica e iónica neta. Comencemos primero con una ecuación molecular. Este es un ejemplo del examen de química AP de 2013: «Se burbujea dióxido de carbono en agua recién destilada». Debemos escribir una ecuación química balanceada. Puedo inferir que la fórmula para el dióxido de carbono es CO2 basándose solo en el nombre. Este es un compuesto covalente, formado por un átomo de carbono y dos átomos de oxígeno. Sé que la fórmula del agua es H2O. CO2 + H2O ->? Sé que un óxido no metálico más agua producirá un ácido. Un ácido probable es el ácido carbónico, H2CO3. CO2 + H2O -> H2CO3 Verifico que la ecuación esté equilibrada. Tengo un átomo de carbono en cada lado. Dos átomos de hidrógeno en cada lado, tres átomos de oxígeno en cada lado. ¡Excelente! Ya está equilibrado. ¡Pasando a las ecuaciones iónicas! Este tipo de ecuación a menudo se denomina ecuación iónica completa. Es muy útil cuando trabajamos con soluciones acuosas. Veamos el mensaje que aparece al principio del video: ‘Se mezclan 5 mL de una solución 0.10 Molar de nitrato de calcio con 10 mL de una solución 0.20 Molar de sulfato de sodio. Se forma un precipitado blanco. ¿Qué sabemos de esta reacción? Ocurre en solución acuosa, es una reacción de doble reemplazo (metátesis) y se forma un precipitado. Debido a que conocemos nuestras reglas de solubilidad, también sabemos que el nitrato de calcio y el sulfato de sodio son solubles y se rompen en agua. Comenzaré escribiendo mis reactivos en su forma iónica: Ca2 + (ac) + 2NO3- (ac) + 2Na + (ac) + SO42- (ac) ->? Sé que se forma un precipitado entre dos de estos iones de carga opuesta. ¿Qué combinación de iones es insoluble? Calcio y sulfato. El precipitado de sulfato de calcio se escribe en el lado del producto como un sólido. Los iones disueltos restantes, sodio y nitrato, se escriben en su forma iónica. Ca2 + (aq) + 2NO3- (aq) + 2Na + (aq) + SO42- (aq) -> CaSO4 (s) + 2Na + (aq) + 2NO3- (aq) Las reacciones iónicas netas observan qué especies están experimentando un cambio químico. En la ecuación iónica completa anterior, solo dos especies están reaccionando, calcio y sulfato. El sodio y el nitrato son solo espectadores. En una ecuación iónica neta, dejaríamos estos dos fuera de la ecuación. Decía: Ca2 + (aq) + SO42- (aq) -> CaSO4 (s)

Resumen de la lección

Familiarícese con los tipos de reacciones químicas. Esto lo ayudará a predecir los productos que solo reciben reactivos. Las cuatro categorías principales de reacciones químicas son:

• Síntesis
• Descomposición
• Base ácida
• Reducción de oxidación

Asegúrese:

• Comprender las reglas para nombrar compuestos
• Memorizar los nombres y fórmulas de iones poliatómicos comunes
• Comprender cómo determinar las cargas en las formas iónicas de elementos representativos.
• El hidrógeno, oxígeno, flúor, bromo, yodo, nitrógeno y cloro forman compuestos diatómicos gaseosos con ellos mismos
• Estudiar las reglas de solubilidad
• Tener una idea de la serie de actividades.
• Los letreros estatales pueden ser útiles
• Equilibrar ecuaciones
• Practica con preguntas AP reales

Los tipos de ecuaciones químicas incluyen molecular, iónica e iónica neta.

Los resultados del aprendizaje

Una vez que haya terminado con esta lección, podrá:

• Describir las cuatro categorías principales de reacciones químicas.
• Explica cómo escribir ecuaciones moleculares, iónicas e iónicas netas.
• Recuerde los consejos para un buen desempeño en la sección de respuesta libre del examen de química AP

Rodrigo Ricardo Editor y fundador