Reacciones Químicas

Objetivo de Aprendizaje 4.1.A: Identificar evidencia de cambios químicos y físicos en la materia.

• 4.1.A.1 Un cambio físico ocurre cuando una sustancia experimenta un cambio en sus propiedades, pero no en su composición. Los cambios de fase de una sustancia (sólido, líquido, gas) o la formación/separación de mezclas de sustancias son cambios físicos comunes.
• 4.1.A.2 Un cambio químico ocurre cuando las sustancias se transforman en nuevas sustancias, generalmente con composiciones diferentes. La producción de calor o luz, la formación de un gas, la formación de un precipitado y/o el cambio de color proporcionan posibles evidencias de que ha ocurrido un cambio químico.

Objetivo de aprendizaje 4.2.A: Representar cambios en la materia mediante una ecuación química balanceada o una ecuación iónica neta: i. Para cambios físicos. ii. Para información dada sobre la identidad de los reactivos y/o productos. iii. Para iones en una reacción química dada.

• 4.2.A.1 Todos los procesos físicos y químicos pueden representarse simbólicamente mediante ecuaciones balanceadas.
• 4.2.A.2 Las ecuaciones químicas representan cambios químicos. Estos cambios son el resultado de un reordenamiento de átomos en nuevas combinaciones; por lo tanto, cualquier representación de un cambio químico debe contener igual número de átomos de cada elemento antes y después de que ocurrió el cambio. Así, las ecuaciones demuestran que la masa y la carga se conservan en las reacciones químicas.
• 4.2.A.3 Las ecuaciones moleculares balanceadas, las ecuaciones iónicas completas y las ecuaciones iónicas netas son formas simbólicas diferentes utilizadas para representar una reacción química. La forma utilizada para representar la reacción depende del contexto en el que se vaya a usar.

Objetivo de Aprendizaje 4.3.A: Representar una reacción química o proceso físico dado mediante un modelo particular coherente.

• 4.3.A.1 Las ecuaciones químicas balanceadas en sus diversas formas pueden traducirse en representaciones simbólicas a nivel particular.

Objetivo de Aprendizaje 4.4.A: Explicar la relación entre las características macroscópicas y las interacciones de enlaces para: i. Procesos químicos. ii. Procesos físicos.

• 4.4.A.1 Los procesos que implican la ruptura y/o formación de enlaces químicos se clasifican típicamente como procesos químicos. Los procesos que involucran únicamente cambios en las interacciones intermoleculares, tales como los cambios de fase, se clasifican típicamente como procesos físicos.
• 4.4.A.2 A veces, los procesos físicos implican la ruptura de enlaces químicos. Por ejemplo, pueden presentarse argumentos plausibles para considerar la disolución de una sal en agua como un proceso físico o químico, ya que implica la ruptura de enlaces iónicos y la formación de interacciones ion-dipolo entre los iones y el solvente.

Objetivo de aprendizaje 4.5.A: Explicar los cambios en las cantidades de reactivos y productos basándose en la ecuación de reacción balanceada para un proceso químico.

• 4.5.A.1 Dado que los átomos deben conservarse durante un proceso químico, es posible calcular las cantidades de producto utilizando las cantidades conocidas de reactivos, o calcular las cantidades de reactivos dadas las cantidades conocidas de producto.
• 4.5.A.2 Los coeficientes de las ecuaciones químicas balanceadas contienen información sobre la proporcionalidad de las cantidades de sustancias involucradas en la reacción. Estos valores pueden utilizarse en cálculos químicos que involucran el concepto de mol.
• 4.5.A.3 Los cálculos estequiométricos pueden combinarse con la ley de los gases ideales y cálculos que involucran molaridad para estudiar cuantitativamente gases y soluciones.

Objetivo de Aprendizaje 4.6.A: Identificar el punto de equivalencia en una titulación basándose en las cantidades del titulante y el analito, asumiendo que la reacción de titulación se completa por completo.

• 4.6.A.1 Las titulaciones pueden utilizarse para determinar la cantidad de un analito en solución. El titulante tiene una concentración conocida de una especie que reacciona específica y cuantitativamente con el analito. El punto de equivalencia de la titración ocurre cuando el analito se consume completamente por la especie reactiva presente en el titulante. El punto de equivalencia a menudo se indica mediante un cambio en una propiedad (como el color) que ocurre al alcanzar dicho punto. Este evento observable se denomina punto final de la titulación.

Objetivo de aprendizaje 4.7.A: Identificar una reacción como ácido-base, oxidación-reducción o precipitación.

• 4.7.A.1 Las reacciones ácido-base implican la transferencia de uno o más protones (iones $\text{H}^+$) entre especies químicas.
• 4.7.A.2 Las reacciones de oxidación-reducción (redox) implican la transferencia de uno o más electrones entre especies químicas, lo cual se indica mediante cambios en los números de oxidación de las especies involucradas. La combustión es una subclase importante de las reacciones de oxidación-reducción, en la que una especie reacciona con oxígeno gaseoso. En el caso de los hidrocarburos, el dióxido de carbono y el agua son productos de la combustión completa.
• 4.7.A.3 En una reacción redox, los electrones se transfieren desde la especie que se oxida hacia la especie que se reduce.
  • Enunciado de exclusión: El significado de los términos "agente reductor" y "agente oxidante" no será evaluado en el Examen AP.
• 4.7.A.4 Los números de oxidación pueden asignarse a cada átomo en los reactivos y productos; esta es a menudo una forma efectiva de identificar las especies que se oxidan y las que se reducen en una reacción redox.
• 4.7.A.5 Las reacciones de precipitación frecuentemente implican la mezcla de iones en solución acuosa para producir un compuesto iónico insoluble o poco soluble. Todas las sales de sodio, potasio, amonio y nitrato son solubles en agua.
  • Enunciado de exclusión: La memorización mecánica de las "reglas de solubilidad" distintas a las implícitas en 4.7.A.5 no será evaluada en el Examen AP.

Objetivo de Aprendizaje 4.8.A: Identificar especies como ácidos y bases de Brønsted-Lowry, y/o pares ácido-base conjugados, basándose en la transferencia de protones que involucra a dichas especies.

• 4.8.A.1 Por definición, un ácido de Brønsted-Lowry es un donante de protones y una base de Brønsted-Lowry es un aceptor de protones.
• 4.8.A.2 Solo en soluciones acuosas, el agua desempeña un papel importante en muchas reacciones ácido-base, ya que su estructura molecular le permite aceptar protones de y donar protones a especies disueltas.
• 4.8.A.3 Cuando un ácido o una base se ioniza en agua, se pueden identificar los pares ácido-base conjugados y comparar sus fuerzas relativas.
  • Afirmación de exclusión: Los conceptos de ácido-base de Lewis no serán evaluados en el Examen AP. El enfoque en la Química AP está en las reacciones en solución acuosa.

Objetivo de Aprendizaje 4.9.A: Representar una ecuación balanceada de una reacción redox mediante semirreacciones.

• 4.9.A.1 Las ecuaciones químicas balanceadas para reacciones redox pueden construirse a partir de semirreacciones.