Fundamentos de Química: Conceptos Clave y Reacciones

1. Conceptos Básicos de Ecuaciones Químicas

• ¿Qué es una ecuación química? Es la representación simbólica de una reacción química.
• ¿Qué son los reactivos? Son las sustancias iniciales que interactúan en una reacción.
• ¿Qué son los productos? Son las sustancias que se ubican a la derecha de la flecha en una ecuación.
• ¿Qué representa la flecha en una ecuación química? Indica el sentido de la reacción, es decir, lo que se produce.
• ¿Cuál es la función de los coeficientes en una ecuación química? Indican la cantidad de moléculas al inicio de la ecuación.
• ¿Por qué es importante balancear una ecuación química? Para cumplir con la ley de conservación de la masa.
• Ejemplo de ecuación química: Mg(s) + 2 HCl (l) → MgCl₂ + H₂↑ (Reactivos: Mg y HCl; Productos: MgCl₂ y H₂).

2. Tipos de Reacciones Químicas

• ¿Qué es una reacción de síntesis? Es aquella donde dos o más sustancias se unen para formar una sola. Ejemplo: 4P + 3O₂ → 2P₂O₃.
• ¿Qué es una reacción de descomposición? Es una reacción donde un compuesto se divide en sustancias más simples. Ejemplo: 2MgO → 2Mg + O₂.
• ¿Qué es una reacción de sustitución simple? Es aquella donde un elemento desplaza a otro dentro de un compuesto.
• ¿Qué es una reacción de doble sustitución? Es el intercambio de componentes entre dos compuestos.
• ¿Qué ocurre durante una reacción de combustión? Una sustancia reacciona rápidamente con oxígeno liberando energía.
• ¿Cuál es la importancia del oxígeno en una combustión? Es el comburente que permite que ocurra la reacción.
• Ejemplo cotidiano de reacción química: La oxidación de un clavo de hierro.

3. Ácidos, Bases y pH

• ¿Qué es un ácido (según Arrhenius)? Sustancia que en solución acuosa libera iones H⁺.
• ¿Qué es una base (según Arrhenius)? Sustancia que en solución acuosa libera iones OH⁻.
• Ejemplos de ácidos: HCl, H₂SO₄, NH₄⁺.
• Ejemplos de bases: Ba(OH)₂, NaOH, NH₃.
• ¿Qué es una reacción de neutralización? Reacción química que ocurre cuando se mezcla un ácido con una base.
• Productos de una neutralización: Ácido + Base → Sal + Agua.
• ¿Qué indica el valor de pH? Mide el grado de acidez de una sustancia.
• Características de una sustancia ácida: Aspecto brillante y sabor agrio.
• Características de una sustancia básica: Textura jabonosa y sabor amargo.

4. Estequiometría y Composición

• ¿Qué es la composición porcentual? Es la masa que aporta cada uno de los elementos en un compuesto.
• ¿Para qué sirve calcular la composición porcentual? Identifica la pureza de una sustancia.
• ¿Qué es la masa molar? Es la masa que equivale a un mol de partículas (g/mol).
• ¿Cómo se calcula la masa molar? Se multiplican las masas atómicas de cada elemento por el número de veces que aparece en la fórmula.
• Masa molar del agua (H₂O): H: 2 × 1 g/mol + O: 16 g/mol = 18 g/mol.
• ¿Por qué la suma de los porcentajes debe ser 100%? Porque debe representar la masa absoluta y total de la sustancia.
• Procedimiento para composición porcentual: Determinar la masa molar total, calcular la masa individual del elemento, dividir la masa del elemento entre la masa total y multiplicar por 100.

5. Química del Carbono e Hidrocarburos

• Propiedades del carbono: Símbolo C, número atómico 6, posee 4 electrones de valencia.
• ¿Qué significa que el carbono sea tetravalente? Que dispone de 4 electrones para formar enlaces.
• ¿Qué es la catenación? Capacidad del carbono para unirse consigo mismo formando cadenas.
• Propiedades físicas del carbono: Es sólido a temperatura ambiente e insoluble en agua en sus estructuras puras.
• Formas alotrópicas: Grafito y diamante.
• ¿Qué son los hidrocarburos? Compuestos formados exclusivamente por carbono e hidrógeno.
• Clasificación: Alcanos (enlaces sencillos C-C), alquenos (enlaces dobles C=C) y alquinos (enlaces triples C≡C).
• Petróleo: Recurso natural fósil, mezcla de hidrocarburos y fuente principal de energía.
• Grupos funcionales: Alcohol (R–OH), Ácido carboxílico (R–COOH), Amina (–NH₂), Aldehído (R–CHO), Cetona (R–CO–R').