UNIDAD 2: LAS REACCIONES QUÍMICAS DISTANCIA CAMBIOS FÍSICOS Y QUÍMICOS Cambios físicos son aquellos que no alteran la naturaleza de las sustancias. Por ejemplo, mezclar agua y aceite o calentar un trozo de hielo para que se funda. Cambios químicos (o reacciones químicas) son aquellos que alteran la naturaleza de la materia, lo que supone la formación de sustancias nuevas. Por ejemplo, la oxidación del hierro o la combustión de la madera. REACCIONES QUÍMICAS Una reacción química es una transformación de unas sustancias llamadas reactivos en otras llamadas productos de reacción. Por ejemplo, si mezclamos azufre con hierro y calentamos la mezcla, obtenemos sulfuro de hierro. Los reactivos son el hierro y el azufre, y el producto de reacción, el sulfuro de hierro. Para que se produzca una reacción química las moléculas de los reactivos deben chocar entre sí con suficiente energía para romper los enlaces que unen sus átomos y formar otros nuevos que den origen a nuevas moléculas. Toda reacción química viene caracterizada por: - Una variación de energía: Algunas reacciones necesitan energía para que se produzcan (reacciones endotérmicas) y otras se realizan con desprendimiento de energía (reacciones exotérmicas) - Una velocidad de reacción: Algunas reacciones son muy rápidas (por ejemplo, la combustión de la gasolina) y otras tardan mucho en producirse (por ejemplo, la oxidación de una viga de hierro) La velocidad de reacción no es un parámetro constante, varía con determinados factores como la temperatura, la concentración de los reactivos, o la adición de determinadas sustancias, llamadas catalizadores, que pueden aumentarla (por ejemplo: las enzimas, que aceleran la descomposición los alimentos en la digestión) o disminuirla (por ejemplo, los antioxidantes presentes en los productos envasados, que retrasan su oxidación) - La conservación de la masa (ley de Lavoisier): En toda reacción química la suma de las masas de las sustancias que reaccionan ha de ser igual a la suma de las masas de los productos de reacción. Por ejemplo: Si mezclamos 32 gr de azufre (S) con 56 gr de hierro (Fe), se obtienen 88 gr de sulfuro de hierro (FeS) REPRESENTACIÓN DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Para representar las reacciones químicas se emplean las denominadas ecuaciones químicas. Por ejemplo, la reacción anterior se representaría de la siguiente forma: S + Fe FeS Las sustancias que se encuentran a la izquierda de la flecha se denominan reactivos y las que se encuentran a la derecha, productos de reacción. Una ecuación química debe estar ajustada, es decir debe haber el mismo número de átomos de cada elemento a la izquierda de la flecha que a la derecha. Para ello se añaden delante de las fórmulas de los compuestos unos números, denominados coeficientes estequiométricos. Ejemplo 1 : Ejemplo 2 : H2 + Cl2 2 HCl (el 2 que está delante del HCl es el coeficiente estequiométrico) 2 H2 + O2 2 H2O Estos coeficientes sirven también para conocer la relación en moles existente entre las sustancias que intervienen en una reacción química, (recuerda que un mol de un compuesto es su masa molecular expresada en gramos). Así, en el ejemplo 2: 2 H2 + O2 dos moles de H2 reaccionan con 1 mol de O2 2·(1·2)gr de H2 H2O 4 gr de H2 reaccionan con 1·(16·2) gr de O2 para dar para dar 32 gr de O2 2 H2O dos moles de H2O 2(16+1·2) gr de 36 gr de H2O (las cantidades entre paréntesis son las masas moleculares de las distintas sustancias) Para calcular los gramos de sustancia que obtendríamos a partir de una determinada cantidad de otra, estableceríamos la relación correspondiente. Por ejemplo, para calcular los gramos de agua que obtendremos a partir de 96 gramos de O2, procedemos de la manera siguiente: 32 gr de O2 ________ 36 gr de H2O 96gr de O2 ________ X X = 36 · 96 = 108 gr de H2O 32 ESTUDIO DE ALGUNAS REACCIONES DE INTERÉS - Reacción de síntesis (libro) - Reacción de descomposición o análisis (libro) - Reacción ácido-base (libro) - Reacción de oxidación-reducción (no hay que estudiarlo) - Reacción de combustión (libro) IMPACTOS MEDIOAMBIENTALES. CONTAMINACIÓN (libro) UNIDAD 2: LAS REACCIONES QUÍMICAS presencia CAMBIOS FÍSICOS Y QUÍMICOS Cambios físicos son aquellos que no alteran la naturaleza de las sustancias. Por ejemplo, mezclar agua y aceite o calentar un trozo de hielo para que se funda. Cambios químicos (o reacciones químicas) son aquellos que alteran la naturaleza de la materia, lo que supone la formación de sustancias nuevas. Por ejemplo, la oxidación del hierro o la combustión de la madera. REACCIONES QUÍMICAS Una reacción química es una transformación de unas sustancias llamadas reactivos en otras llamadas productos de reacción. Por ejemplo, si mezclamos azufre con hierro y calentamos la mezcla, obtenemos sulfuro de hierro. Los reactivos son el hierro y el azufre, y el producto de reacción, el sulfuro de hierro. Para que se produzca una reacción química las moléculas de los reactivos deben chocar entre sí la con suficiente energía para romper los enlaces que unen sus átomos, y formar otros nuevos que den origen a nuevas moléculas. Toda reacción química viene caracterizada por: - Una variación de energía: Algunas reacciones necesitan energía para que se produzcan (reacciones endotérmicas) y otras se realizan con desprendimiento de energía (reacciones exotérmicas) - Una velocidad de reacción: Algunas reacciones son muy rápidas (por ejemplo, la combustión de la gasolina) y otras tardan mucho en producirse (por ejemplo, la oxidación de una viga de hierro) La velocidad de reacción no es un parámetro constante, varía con determinados factores como la temperatura, la concentración de los reactivos (que aumentan la velocidad de la reacción), o la adición de determinadas sustancias, llamadas catalizadores, que pueden aumentarla (por ejemplo: las enzimas, que aceleran la descomposición los alimentos en la digestión) o disminuirla (por ejemplo, los antioxidantes presentes en los productos envasados, que retrasan su oxidación) - La conservación de la masa (ley de Lavoisier): En toda reacción química la suma de las masas de las sustancias que reaccionan ha de ser igual a la suma de las masas de los productos de reacción. Por ejemplo: Si mezclamos 32 gr de azufre (S) con 56 gr de hierro (Fe), se obtienen 88 gr de sulfuro de hierro (FeS) REPRESENTACIÓN Y AJUSTE DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Para representar las reacciones químicas se emplean las denominadas ecuaciones químicas. Por ejemplo, la reacción anterior se representaría de la siguiente forma: S + Fe + energía FeS (reac. endotérmica) Las sustancias que se encuentran a la izquierda de la flecha son los reactivos y las que se encuentran a la derecha, los productos de reacción. Como la reacción necesita calor (es endotérmica) lo expresamos poniendo “energía” a la izquierda; si fuese exotérmica, la palabra estaría a la derecha: C + O2 CO2 + Energía (reac. exotérmica) Una ecuación química debe estar ajustada, es decir debe haber el mismo número de átomos de cada elemento a la izquierda de la flecha, que a la derecha. Para ello se añaden delante de las fórmulas de los compuestos unos números, denominados coeficientes estequiométricos. Ejemplo 1 : Ejemplo 2 : H2 + Cl2 2 HCl (el 2 que está delante del HCl es el coeficiente estequiométrico) 2 H2 + O2 2 H2O Estos coeficientes sirven también para conocer la relación en moléculas y en moles existente entre las sustancias que intervienen en una reacción química, (recuerda que un mol de un compuesto es su masa molecular expresada en gramos). Así, en el ejemplo 2: 2 H2 + 2 moléculas de H2 reaccionan con 2 moles de H2 reaccionan con 2·(1·2)gr de H2 4 gr de H2 O2 1 molécula de O2 1 mol de O2 reaccionan con 1·(16·2) gr de O2 32 gr de O2 para dar 2 H2O 2 moléculas de H2O para dar 2 moles de H2O para dar 2(16+1·2) gr de H2O 36 gr de H2O (las cantidades entre paréntesis son las masas moleculares de las distintas sustancias) Para calcular los gramos de sustancia que obtendríamos a partir de una determinada cantidad de otra, estableceríamos la relación correspondiente. Por ejemplo, para calcular los gramos de agua que obtendremos a partir de 96 gramos de O2, procedemos de la manera siguiente: 32 gr de O2 ________ 36 gr de H2O 96gr de O2 ________ X X = 36 · 96 = 108 gr de H2O 32 UNIDAD 2: LAS REACCIONES QUÍMICAS Presencia otra versión CAMBIOS FÍSICOS Y QUÍMICOS Cambios físicos son aquellos que no alteran la naturaleza de las sustancias. Por ejemplo, mezclar agua y aceite o calentar un trozo de hielo para que se funda. Cambios químicos (o reacciones químicas) son aquellos que alteran la naturaleza de la materia, lo que supone la formación de sustancias nuevas. Por ejemplo, la oxidación del hierro o la combustión de la madera. REACCIONES QUÍMICAS Una reacción química es una transformación de unas sustancias llamadas reactivos en otras llamadas productos de reacción. Por ejemplo, si mezclamos azufre con hierro y calentamos la mezcla, obtenemos sulfuro de hierro. Los reactivos son el hierro y el azufre, y el producto de reacción, el sulfuro de hierro. Las reacciones químicas pueden ser endotérmicas, si absorben calor o exotérmicas, si desprenden calor. Las reacciones químicas se representan mediante ecuaciones químicas: S + Fe + calor FeS (reac. endotérmica) Las sustancias que se encuentran a la izquierda de la flecha son los reactivos y las que se encuentran a la derecha, los productos de reacción. Como la reacción necesita calor (es endotérmica) lo expresamos poniendo “calor” o “energía” a la izquierda; si fuese exotérmica, la palabra estaría a la derecha: C + O2 CO2 + Energía (reac. exotérmica) Para que se produzca una reacción química las moléculas de los reactivos deben chocar entre sí la con suficiente energía para romper los enlaces que unen sus átomos, y formar otros nuevos que den origen a nuevas moléculas. La velocidad a la que se producen las reacciones depende del tipo de reacción, algunas son muy rápidas (por ejemplo, la combustión de la gasolina) y otras tardan mucho en producirse (por ejemplo, la oxidación de una viga de hierro). Se puede modificar la velocidad de una reacción variando la cantidad de los reactivos o la temperatura, o añadiendo determinadas sustancias, llamadas catalizadores, que pueden aumentarla (por ejemplo: las enzimas, que aceleran la descomposición los alimentos en la digestión), o disminuirla (por ejemplo, los antioxidantes presentes en los productos envasados, que retrasan su oxidación) En toda reacción química la suma de las masas de las sustancias que reaccionan ha de ser igual a la suma de las masas de los productos de reacción (Ley de la conservación de la masa de Lavoisier) . Por ejemplo: Si mezclamos 32 gr de azufre (S) con 56 gr de hierro (Fe), se obtienen 88 gr de sulfuro de hierro (FeS) AJUSTE DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Una reacción química debe estar ajustada, es decir debe haber el mismo número de átomos de cada elemento a la izquierda de la flecha, que a la derecha. Para conseguirlo se ponen delante de las fórmulas de los compuestos unos números, denominados coeficientes estequiométricos. Ejemplo 1 : Ejemplo 2 : H2 + Cl2 2 HCl (el 2 que está delante del HCl es el coeficiente estequiométrico) 2 H2 + O2 2 H2O Estos coeficientes sirven también para conocer la relación en moléculas y en moles existente entre las sustancias que intervienen en una reacción química, (recuerda que un mol de un compuesto es su masa molecular expresada en gramos). Así, en el ejemplo 2: 2 H2 + 2 moléculas de H2 reaccionan con 2 moles de H2 reaccionan con 2·(1·2)gr de H2 4 gr de H2 O2 1 molécula de O2 1 mol de O2 reaccionan con 1·(16·2) gr de O2 32 gr de O2 para dar 2 H2O 2 moléculas de H2O para dar 2 moles de H2O para dar 2(16+1·2) gr de H2O 36 gr de H2O (las cantidades entre paréntesis son las masas moleculares de las distintas sustancias) Para calcular los gramos de sustancia que obtendríamos a partir de una determinada cantidad de otra, estableceríamos la relación correspondiente. Por ejemplo, para calcular los gramos de agua que obtendremos a partir de 96 gramos de O2, procedemos de la manera siguiente: 32 gr de O2 ________ 36 gr de H2O 96gr de O2 ________ X X = 36 · 96 = 108 gr de H2O 32 UNIDAD 2: LAS REACCIONES QUÍMICAS (distancia, muy resumido) CAMBIOS FÍSICOS Y QUÍMICOS Cambios físicos son aquellos que no alteran la naturaleza de las sustancias. Por ejemplo, mezclar agua y aceite o calentar un trozo de hielo para que se funda. Cambios químicos (o reacciones químicas) son aquellos que alteran la naturaleza de la materia, lo que supone la formación de sustancias nuevas. Por ejemplo, la oxidación del hierro o la combustión de la madera. REACCIONES QUÍMICAS Una reacción química es una transformación de unas sustancias llamadas reactivos en otras llamadas productos de reacción. Para que se produzca una reacción química las moléculas de los reactivos deben chocar entre sí con suficiente energía para romper los enlaces que unen sus átomos y formar otros nuevos que den origen a nuevas moléculas. Toda reacción química viene caracterizada por: Una variación de energía: Algunas reacciones necesitan energía para que se produzcan (reacciones endotérmicas) y otras se realizan con desprendimiento de energía (reacciones exotérmicas) REPRESENTACIÓN DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Para representar las reacciones químicas se emplean las denominadas ecuaciones químicas. Por ejemplo, la reacción anterior se representaría de la siguiente forma: S + Fe FeS Las sustancias que se encuentran a la izquierda de la flecha se denominan reactivos y las que se encuentran a la derecha, productos de reacción. ESTUDIO DE ALGUNAS REACCIONES DE INTERÉS - Reacción de síntesis (libro) - Reacción de descomposición o análisis (libro) - Reacción ácido-base (libro) (no hay que estudiarlo) - Reacción de oxidación-reducción (no hay que estudiarlo) - Reacción de combustión (libro) IMPACTOS MEDIOAMBIENTALES. CONTAMINACIÓN (libro) CUESTIONES SOBRE REACCIONES QUÍMICAS 1. Indica si las siguientes transformaciones son físicas o químicas: a) La disolución del azúcar en la leche, b) La combustión del gas butano, c) La evaporación del alcohol, d) La fermentación del mosto, e) La congelación del agua, f) La fotosíntesis. 2. Indica lo incorrecto de las siguientes afirmaciones: a) Una reacción endotérmica es aquella que se produce con desprendimiento de energía. b) Todas las reacciones químicas se producen a la misma velocidad. c) En una reacción química la masa de los reactivos es mayor que la de los productos. 3. Contesta a las siguientes preguntas: a) Un clavo oxidado ¿pesa más, menos o igual que antes de oxidarse?, b) ¿Qué son los catalizadores?, c) ¿Por qué se conservan mejor los alimentos en el frigorífico que fuera de él? 4. Dadas las siguientes reacciones químicas indica si son exotérmicas o endotérmicas y ajústalas: a) C+ O2 CO + calor g) MnO + O2 MnO2 + Q b) N2+ O2 + calor NO h) C3H8 + O2 CO2 + H2O + calor c) N2 + O2 + Q N2O5 i) NH3 + Q N2 + H2 d) C2H4 + O2 CO2 + H2O + Q j) PbO + SO2 + Q PbS + O2 e) H2O + Q H2 + O2 k) CH4 + CuO CO2 + H2O + Cu + Q f) Cu2O + C Cu + CO + energía l) P4 +Cl2 PCl3 + energía 5. Ajusta las siguientes reacciones: a) Al + HCl AlCl3 + H2O b) N2 +O2 N2O3 c) Fe2O3 + CO Fe + CO2 d) H2S + O2 S + H2O e) Zn + HCl ZnCl2 + H2 f) CS2 + Cl2 CCl4 + SCl2 g) MnO2 +HCl MnCl2 +H2O + Cl2 h) KClO3 KCl + O2 i) Fe + HCl FeCl2 + H2 j) Al + O2 Al2O3 6. Indica, razonando la respuesta, de qué tipo son las siguientes reacciones: Ejercicio 4: a), b), c), d), e), g), h), i) y l) Ejercicio 5: b) y j) 7. Dada la siguiente reacción: Mg +HCl MgCl2+H2 a) Ajústala, b) Establece la relación en moléculas, moles y gramos entre los reactivos y los productos, c) ¿Cuántos gr de H2 se obtienen a partir de146 gr de HCl? 8. La reacción de combustión del buteno es: C4H8 + O2 CO2 + H2O + calor a) Establece la relación en moléculas y gramos entre los reactivos y los productos, b) ¿Cuántos gr de CO2 se emiten a la atmósfera cuando se queman 560 gr de buteno? 9. Una forma de obtener Hg es calentar intensamente el monóxido de mercurio, de acuerdo con la siguiente reacción: HgO Hg + O2. ¿Cuántos gr de Hg se obtienen a partir de 116,6 gr de monóxido de mercurio?. 10. La preparación del dicloruro de calcio tiene lugar según la siguiente reacción: CaO + HCl CaCl2 +H2O. a) Establece la relación en moléculas y moles entre los reactivos y los productos. b) ¿Cuántos gramos de CaO se necesitan para obtener 777 gr de dicloruro de calcio?