cambios quimicos

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COLEGIO DE LOS SAGRADOS CORAZONES
VALPARAISO – VIÑA DEL MAR
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS
Profesora: Silvia Zamora R.
Octavo Básico
Apunte 2
“CAMBIOS QUÍMICOS”
Objetivos:
Comprender que muchos fenómenos que ocurren en nuestro entorno son de origen
químico, donde las transformaciones de la materia ocurren mediante reacciones químicas.
- Reconocer el vocabulario simbólico utilizado para representar los cambios químicos
- Realización de experiencias sencillas de laboratorio para comprobar la ley de conservación
de la materia
Áreas de Interacción:
- Aprender a Aprender
- Ingenio Humano
NOTA: ¡ recuerda que todas las actividades deben estar realizadas en el cuaderno!!!!!
-
FENÓMENOS FÍSICOS y QUÍMICOS
En la naturaleza y en la vida diaria, nos encontramos constantemente con fenómenos físicos y con
fenómenos químicos. Pero, qué son cada uno de estos fenómenos:
FENÓMENO FÍSICO: es aquél que tiene lugar sin transformación de materia. Cuando se conserva
la sustancia original. Ejemplos: cualquiera de los cambios de estado y también patear una pelota,
romper una hoja de papel. En todos los casos, encontraremos que hasta podría cambiar la forma,
como cuando rompemos el papel, pero la sustancia se conserva, seguimos teniendo papel.
FENÓMENO QUÍMICO: es aquél que tiene lugar con transformación de materia. Cuando no se
conserva la sustancia original. Ejemplos: cuando quemamos un papel, cuando respiramos, y en
cualquier reacción química. En todos los casos, encontraremos que las sustancias originales han
cambiado, puesto que en estos fenómenos es imposible conservarlas.
A veces, la distinción entre ambas categorías no siempre resulta evidente y los estudios de los
fenómenos físicos y químicos se superponen con frecuencia, tal es la situación de la disolución del
cloruro de hidrógeno en agua.
Los cambios químicos ocurren mediante la existencia de reacciones químicas, pudiéndose
definir una reacción química como un proceso en el que unas sustancias se transforman en otras
por la reordenación de sus átomos mediante la rotura de unos enlaces en los reactivos y la
formación de otros nuevos en los productos.
ACTIVIDAD:
Determina si los siguientes cambios son físicos o químicos, fundamenta tu respuesta:
1.- Obtención de cobre a partir de óxido de cobre
2.- La fusión de la cera de una vela
3.- Hacer un batido con leche y frutas
4.- La maduración de una fruta
5.- La combustión de la gasolina en un motor de automóvil
6.- La desaparición de un perfume cuando el recipiente está destapado
7.- Quemar un trozo de carbón
8.- La corrosión del hierro
9.- La formación de las nubes
10.- La fusión de un cubito de hielo en un vaso de agua
11.- Respirar Mezclar mantequilla y azúcar
12.- La rotura de una botella de vidrio
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13.- La formación de las estalactitas y las estalagmitas
14.- cocción de un huevo
15.- Hervir agua
16.- Quemar papel
17.- Encender el gas de la cocina
18.- Disolver jugo en polvo
¿QUÉ ES UNA REACCIÓN QUÍMICA?
Una reacción química es un proceso en el cual, dos o más sustancias entran en contacto, se
destruyen transformándose en otras diferentes. Para que una reacción química se produzca, las
sustancias deben entrar en contacto físico. Las sustancias que teníamos al principio y que se
destruyen en dicho proceso se llaman reactivos, mientras que las sustancias nuevas que
aparecen se llaman productos
En la reacción química representada en el dibujo, vemos como el ácido clorhídrico y el cinc se ponen en
contacto (reactivos), reaccionan desapareciendo y convirtiéndose en dos sustancias nuevas (productos) que
son el hidrógeno, que se desprende del cinc, y la disolución de cloruro de cinc que es lo que queda en el vaso.
¿CÓMO SE PRODUCE UNA REACCIÓN
QUÍMICA?
Para explicar cómo ocurre una reacción química
nos ayudamos de la teoría de las colisiones. Esta
teoría considera a las moléculas como partículas
que chocan continuamente unas con otras
La teoría de colisiones
La teoría de colisiones, propuesta hacia 1920 por Gilbert N. Lewis (1875-1946) y otros químicos,
afirma que para que ocurra un cambio químico es necesario que las moléculas de la sustancia o
sustancias iniciales entren en contacto mediante una colisión o choque.
Pero no todos los choques son iguales. El choque que provoca la reacción se denomina
choque eficaz y debe cumplir estos dos requisitos:


Que el choque genere la suficiente energía para romper los enlaces entre los átomos.
Que el choque se realice con la orientación adecuada para formar la nueva molécula.
3
Los choques que no cumplen estas condiciones y, por tanto, no dan lugar a la reacción, se
denominan choques ineficaces o elásticos.
Positiva
Negativa Positiva
Orientación
Insuficiente Insuficiente Suficiente
Energía
Ineficaz
Eficaz
Tipo de choque Ineficaz
La energía mínima que se requiere para que ocurra una reacción química se denomina energía de
activaciónLos reactantes o reactivos entran en contado (1), luego comienzan a colisionar entre si,
gracias a la energía de activación (2), si la energía fue suficiete y los choques se efectuaron con la
orientación adecuada se forman los productos (3)
Estado de
transición

Complejo
activado
En
er
gía
P
A+B
Trayectoria de la reacción
Este gráfico representa la energía mínima necesaria para que ocurra la reacción. Con la flecha se
indica el complejo activado
1.
2.
Cuando los reactivos se ponen en
contacto pueden ocurrir dos
situaciones
1.- Que se forme producto ya que
las colisiones fueron efectivas,
gracias a la energía de los
choques y a la orientación.
2.- Que los choques sean
elásticos y los reactivos solamente
se mezclan pero no reaccionan
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RECUERDA
Una reacción química es un proceso través del cual una o más
sustancias se transforman gracias a la energía de activación,
dando origen a nuevas sustancias
¿CÓMO SE REPRESENTA?
ECUACIONES QUÍMICAS
Una reacción química se representa mediante una ecuación química. Para leer o escribir
una ecuación química, se deben seguir las siguientes reglas:

Las fórmulas de los reactivos se escriben a la izquierda, y las de los productos a la
derecha, separadas ambas por una flecha que indica el sentido de la reacción.
REACTIVOS

PRODUCTOS
A cada lado de la reacción, es decir, a derecha y a izquierda de la flecha, debe existir el
mismo número de átomos de cada elemento.
Cuando una ecuación química cumple esta segunda regla, se dice que está ajustada o
equilibrada. Para equilibrar reacciones químicas, se ponen delante de las fórmulas unos números
llamados coeficientes estequiométricos, que indican el número relativo de átomos y moléculas
que intervienen en la reacción.
Nota: estos coeficientes situados delante de las fórmulas, son los únicos números en la
ecuación que se pueden cambiar, mientras que los números que aparecen dentro de las fórmulas
son intocables, pues un cambio en ellos significa un cambio de sustancia que reacciona y, por
tanto, se trataría de una reacción distinta.
Si se quiere o necesita indicar el estado en que se encuentran las sustancias que intervienen o
si se encuentran en disolución, se puede hacer añadiendo los siguientes símbolos detrás de la
fórmula química correspondiente:





(s) = sólido.
(metal) = elemento metálico.
(l) = líquido.
(g) = gas.
(aq) = disolución acuosa (en agua).
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ACTIVIDAD 13: Experiencia
1.- En un vaso precipitado de 250 cc agrega 25 cc de agua
2.- Masa cuidadosamente sobre un trozo de papel 5 gr de sulfato de cobre II (CuSO 4). Escucha
con atención las instrucciones respecto a esto
3.- Agita la mezcla con una varilla de vidrio, hasta que no se observen grumos. Anota las
observaciones realizadas en tu cuaderno.
4.- Sobre esta solución (mezcla homogénea) agrega un trozo de virutilla de hierro. Deja en reposo
el sistema, observa y registra en tu cuaderno las observaciones
5.- Los productos formados son Cu y FeSO4
6.- Escribe una ecuación que represente este cambio
7.- Redacta un informe que contemple:
a) Título de la experiencia (planteado como pregunta,PROBLEMA)
b) Introducción: Un pequeño resumen de lo que hiciste y cuáles son los objetivos que se persiguen
(al menos 2), hipótesis (que sea una respuesta anticipada a la experiencia, se debe redactar :”Si
hacemos …… entonces……..)
c) Parte experimental, debe contener:
- materiales usados
- Reactivos usados
- Procedimiento
d) Resultados, deben contener:
- Observaciones
- Discusiones: Explicaciones de las observaciones realizadas
- Conclusiones: Lo que aprendiste de la experiencia realizada y si se cumplieron o no los objetivos
planteados.
ALGUNOS EJEMPLOS DE ECUACIONES QUÍMICAS
2HCl(aq) + Zn(s)
ZnCl2(aq)
+ H2(g)
En esta reacción el HCl y el Zn entran en contacto y se rompen los enlaces covalentes que
unen al HCl y luego de la ruptura se forman los nuevos enlaces para dar lugar al ZnCl 2 y al H2.El 2
delante del HCl es el coeficiente estequiométrico necesario para que la reacción esté equilibrada y
cumpla con la Ley de Conservación de la Materia
Otra reacción muy estudiada es la que tiene lugar entre el yodo y el hidrógeno gaseoso
para producir yoduro de hidrógeno, también en estado gaseoso, pudiéndose expresar la reacción
química de la siguiente forma:
H2(G) +
I2(g)
2 Hl(g)
Todas las especies que intervienen en esta reacción son compuestos de naturaleza
covalente, y la reacción consiste en un proceso de ruptura de unos enlaces y el establecimiento de
otros nuevos. Para averiguar los enlaces rotos y formados, escribiremos la reacción mediante:
H-H
+
I-I
2H-I
Los enlaces que se rompen son los de hidrógeno-hidrógeno (H—H) y yodo-yodo (1—1),
para originar 2 moléculas de yoduro de hidrógeno, cada una de las cuales con un enlace
hidrógeno-yodo (H—I).
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LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MATERIA Y AJUSTE DE ECUACIONES QUÍMICAS
“En toda reacción química la masa se conserva, es decir, la masa consumida de los reactivos es
igual a la masa obtenida de los productos”.
Esto se traduce en que cada vez que escribimos una ecuación química, debemos
balancearla o equilibrarla de manera que a cada lado de la ecuación tengamos la misma cantidad
de unidades de cada átomo. Para ello se sugieren los siguientes lineamientos que, como tales, no
constituyen reglas.
a) Escribir las formulas correctas de los reactivos y productos; una vez hecho lo anterior, no se
deben cambiar durante el siguiente paso de balanceo. Ejemplo:
b) Elegir el compuesto que tenga el mayor número de átomos de un elemento, ya sea un reactivo o
un producto. Por lo general, puede ser hidrogeno u oxigeno.
Para balancear hay que colocar un coeficiente tentativo a la formula del elemento o
compuesto. Si se coloca, en este caso, un 2 al monóxido de carbono (2CO), se tendrán 2 átomos
de carbono y 2 átomos de oxigeno, por lo que deberá aparecer la misma cantidad de átomos en el
lado izquierdo de la ecuación. Si no se coloca ningún coeficiente delante de una formula, se
supone que es uno. De ninguna manera se deberá cambiar la formula correcta de un compuesto
para balancear la ecuación; únicamente los coeficientes.
Otro ejemplo
C +
O2
CO2
En este ejemplo podemos
demostrar a partir de las masas
de los átomos que aparecen en
la tabla periódica que la masa de
los reactantes es igual a la masa
de los productos
Masa de C= 12 uma (unidad de
masa atómica)
Aparece en la T.Periódica
Masa de O2= 32 uma. Cada O
tiene una masa de 16 uma
Masa de CO2= 44 uma ,
corresponde a la suma de la
masa de 1 C y 2O
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ACTIVIDAD:
1.- Ajusta las siguientes ecuaciones químicas, poniendo los coeficientes estequiométricos
correspondientes:
a) MnO2 + HCl
Cl2 + MnCl2 + H2O
b) C + Al2O3
Al2C3 + CO
c) CO2 + Ca(OH)2
Ca(HCO3)2
d) H2S + O2
SO2 + H2O
e) CH4 + O2
CO2 + H2O
f) C3H8 + O2
CO2 + H2O
2.- Calcula las masas de las siguientes moléculas a partir de las masas de los átomos
involucrados (PM o MM)
a) MnO2
b) HCl
c) Cl2
d) MnCl2
e) H2O
3.- A partir de las masas moleculares o PM de las moléculas anteriores demuestra la ley de
conservación de la materia para la reacción
MnO2 + HCl
Cl2 + MnCl2 + H2O
4.- Procede de la misma forma para demostrar la ley de conservación de la materia para las
siguientes reacciones (b,c,d,e,f) del número 1
5.- Escribe las ecuaciones químicas que representan las siguientes reacciones químicas:
a) Al calentar clorato de potasio (KClO3) sólido, se descompone (se separa) en cloruro de
potasio (KCl) y Oxígeno molecular (O2) gaseoso
b) Al mezclar soluciones acuosas de nitrato de plata (AgNO3) y cloruro de sodio (NaCl) , se
obtiene cloruro de plata (AgCl) sólido y nitrato de sodio (NaNO 3), que queda en solución
acuosa
c) Al introducir una lámina de hierro (Fe) en una solución acuosa de sulfato de cobre II
(CuSO4), se deposita cobre sólido(Cu) y se obtiene sulfato de hierro II (FeSO 4) en solución
acuosa
Laboratorio:
1.- En un matraz Erlenmeyer de 250 cc deposita 50 cc de vinagre
2.- En un globo introduce una pequeña cantidad de bicarbonato de sodio (abre la boca del globo
e introduce una cucharada de bicarbonato, ayúdate con un embudo)
3.- ajusta cuidadosamente el globo a la boca del matraz, sin que se caiga el bicarbonato en el
interior del matraz
4.- Coloca el matraz con el globo sobre la balanza, masa y anota la masa registrada. (Masa del
sistema 1 = matraz+ vinagre+ bicarbonato)
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5.- Levanta cuidadosamente el globo y vierte el bicarbonato en el matraz. Espera que ocurra la
reacción y mide nuevamente la masa del sistema. Registra el valor resultante (masa del sistema
2)
6.- Compara la masa antes y después de la reacción y responde:
* Se comprueba la ley de conservación de la masa en la reacción entre bicarbonato y el
vinagre? Fundamenta
* ¿Por qué crees tú que es necesario usar un globo para realizar esta actividad
7.- Entrega con tu grupo de trabajo un informe que contenga:
a) Título de la experiencia (planteado como pregunta)
b) Introducción: Un pequeño resumen de lo que hiciste y cuáles son los objetivos que se
persiguen (al menos 2), hipótesis
c) Parte experimental, debe contener:
- materiales usados
- Reactivos usados
- Procedimiento
d) Resultados, deben contener:
- Observaciones
- Discusiones: Explicaciones de las observaciones realizadas
-Conclusiones: Lo que aprendiste de la experiencia realizada y si se cumplieron o no los
objetivos planteados.
¿CÓMO SE CLASIFICAN LAS REACCIONES QUÍMICAS?
La mayoría de las reacciones químicas se pueden clasificar en cuatro tipos diferentes de
reacciones. Estos cuatro tipos son: reacciones de síntesis, reacciones de descomposición,
reacciones de desplazamiento simple y desplazamiento doble. Veamos cada una de ellas por
separado.
1.- Reacciones de síntesis
Las reacciones de síntesis ocurren cunado dos o más elementos se unen para formar un
solo compuesto. La formación del óxido de calcio de los elementos calcio y oxígeno es un ejemplo
de una reacción de síntesis.
2Ca(c) + O2 (g)
2 CaO(g)
Otros ejemplos de reacciones de síntesis son:
CaO(c)
4Fe(c)
+
+
O2(g)
CaCO3(c)
3O2(g)
Fe(2)O3(c)
2.- Reacciones de descomposición
Las reacciones de descomposición ocurren cuando una sustancia se rompe o se desdobla
en dos o más sustancias. Son lo opuesto a las reacciones de síntesis. Algunos ejemplos de
reacciones de descomposición son la preparación de oxígeno gas a partir del peróxido de oxígeno
o a partir del calentamiento del clorato de calcio.
2H2O2(l)
2H2O(l)
+ O2(g)
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2KClO3(c)
2KCl(c) + 3O2(g)
Otra forma de descomponer sustancias es mediante la electrolisis. Esta se usa para
descomponer sales y obtener elementos puros. Para poder obtener bario puro se pasa una
corriente eléctrica a través del BaCl2. Mediante la electrolisis también podemos separar los
elementos de algunos compuestos. Como por ejemplo el hidrógeno del agua.
BaCl2(c) -------------> Ba(c)
+ Cl2(g)
H2O(g) --------------> 2H2(g) + O2(g)
3.- Las reacciones de desplazamiento
Existen dos tipos de reacciones de desplazamiento. la reacción de desplazamiento simple
y la de desplazamiento doble.
En el desplazamiento simple se reemplaza un solo elemento de la reacción por otro
elemento en un compuesto. Se le da el nombre de desplazamiento simple porque un solo elemento
desplaza a otro elemento en un compuesto .Algunos ejemplos son:
Cu(c) +2AgNO3(aq) ------------> 2Ag(c) + CuNO3(aq)
BeF2(c) + Mg(c) ----------------> MgF2(c) + Be(c)
2KBr(aq) + Cl2(g) ----------------> 2KCl(aq) + Br2(l)
En el desplazamiento doble se reemplazan dos elementos de la reacción. En una
reacción de desplazamiento doble, la parte positiva de un compuesto se une a la parte negativa del
otro compuesto. Algunos ejemplos son:
3Na(OH)(aq) + FeCl3
AgNO3(aq) + NaCl
3NaCl(aq)
AgCl(c)
+ Fe(OH)3(c)
+ NaNO3(aq)
ACTIVIDAD :
1.- Clasifica las siguientes reacciones:
a) 3KOH(aq) + AlCl3(aq)
Al(OH)3(c) + 3KCl(aq)
b) 2HgO(c)
2Hg(l) + O2(g)
c) SO3(g) + H2O(l)
H2SO4(l)
d) CaBr2(aq) + Cl2(g)
CaCl2(aq) + Br2(l)
e) 2NaHCO3(c)
Na2CO3 + CO2(g) + H2O(g)
f) Cl2 + 2NaBr
2NaCl + Br2
g) BeF2 + Mg
MgF2 + Be
h) RbBr + AgCl
AgBr + RbCl
i) Pb(C2H3O2)2 + K2CrO4
PbCrO4 + KC2H3O2
2.- Menciona los distintos tipos de reacciones químicas.
3.- ¿En qué consiste una reacción de sustitución?
4.- Explica por qué la siguiente reacción es una reacción de sustitución:
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Sulfato de Cobre + Hierro  Sulfato de Hierro + Cobre
CuSO4 + Fe
FeSO4
+ Cu
5.- ¿En qué consiste una reacción de descomposición?
6.- Explica por qué la siguiente reacción es una reacción de descomposición:
Óxido de Mercurio + Calor  Mercurio + Oxígeno
2HgO
2 Hg + O2
7.- ¿En qué consiste una reacción de síntesis?
8.- Explica por qué la siguiente reacción es una reacción de síntesis:
Hidrógeno + Cloro  Ácido Clorhídrico
H2 + Cl2
2HCl