REACCIONES QUÍMICAS 1. CONCEPTO DE REACCIÓN QUÍMICA A.1 Una reacción química es una transformación en la que, partiendo de unas sustancias (reactivos) se producen otras sustancias distintas (productos) Poned ejemplos de algunas reacciones químicas que se conozcan A.2 Considerad siguientes transformaciones: a) Oxidación de un clavo de hierro; b) preparación de café con leche; c) formación de una sustancia blanca en la boca de un grifo. ¿Cómo podríamos saber si se ha producido o no un cambio químico? A.3 Al calentar una sustancia líquida y dejarla enfriar de nuevo se observa lo siguiente: Color: Azul Masa: 10g Color: Verde Masa: 6g Decid si se cree que se ha producido o no un cambio químico. Dad la máxima información posible sobre las sustancias que intervienen en la transformación. A.4 Enumerad propiedades que puedan servir para caracterizar a una sustancia y distinguirla de otras. 3. APLICACIÓN DEL MODELO ATÓMICO-MOLECULAR AL ESTUDIO DE LAS REACCIONES Los intentos de caracterizar las sustancias y los cambios químicos tienen un límite, pues resulta imposible saber si se podrá hacer alguna experiencia adicional para extraer de un material diferentes sustancias. Por eso el mayor avance en el intento de clarificar los conceptos básicos de la química se produjo cuando se aplicó el atómico-molecular de la materia a reacciones A.6 Explicad el tipo de proceso que tiene lugar en una reacción química a través de la hipótesis atómico-molecular. A modo de ejemplo, decid qué sustancias podrían formarse, por ejemplo, haciendo reaccionar cloruro de hidrógeno (HCl) con sodio metálico (Na) A.7 Definición de las reacciones de análisis y de síntesis. Escribid y ajustad la reacción de: a) Análisis del agua. b) Síntesis de hidrógeno y nitrógeno (para formar amoniaco; NH3) A.8 Deducid consecuencias generales aplicables a las reacciones químicas en relación con: a) La masa de las sustancias que intervienen. b) Las proporciones en peso de las mismas. A.9 La relación de combinación entre hidrógeno y el oxígeno para formar agua es de 1/8 (1g de hidrógeno por 8g de oxígeno) Se prepara una reacción entre 18g de hidrógeno y 18g de oxígeno. Decid qué reactivo está en exceso, calculad la masa en exceso de dicho reactivo y obtened la cantidad de compuesto formado 3. MASAS ATÓMICAS Y MASAS MOLECULARES Ahora veremos cómo la aplicación de la teoría atómico molecular a las reacciones químicas ayudó a establecer relaciones cuantitativas respecto a la composición en peso de las sustancias. A.10 Al descomponer 3.65 g de cloruro de hidrógeno (HCl) se obtienen 3.55 g de cloro (Cl2) y 0.10 g de hidrógeno (H2) ¿Qué se deduce respecto a las masas del átomo de cloro y del átomo de hidrógeno? ¿Y acerca de la masa de la molécula de cloruro de hidrógeno? A.11 Definición de los conceptos de masa atómica y masa molecular A.12 Buscad en la tabla periódica de los elementos los datos necesarios para obtener la masa molecular de las siguientes sustancias: Monóxido de carbono (CO), metano (CH4), ácido sulfúrico (H2SO4) A.13 Obtened la composición porcentual en peso de los componentes del agua (H2O) A.14 ¿Cuanto Ca se podría obtener de un pedazo de mármol de 200g con un 80% de pureza en CaCO3? 4. CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS SENCILLOS A.15 Escribid la ecuación química de la síntesis del amoniaco. Ajustadla. Calculad las masas atómicas y moleculares de todas las sustancias que intervienen en la reacción y estableced relaciones entre dichas sustancias participantes en número de moléculas y en unidades de masa. A.16 Haced lo mismo que en la actividad anterior para la reacción de combustión del gas metano metano (CH4) (g) + oxígeno (g) ----> agua (g) + dióxido de carbono (CO2)(g) A.17 El gas propano (C3H8) se puede quemar con oxígeno para obtener dióxido de carbono (CO2) y vapor de agua. a) Construid la ecuación química de esta reacción y estableced relaciones cuantitativas entre las sustancias que intervienen. b) Calculad la cantidad de dióxido de carbono que se produce al quemar 200g de gas propano. A.18 Se toman 1000Kg de caliza (con una pureza del 75%) y se lleva al horno, donde tiene lugar la siguiente reacción: CaCO3(s) --> CaO(s) + CO2(g) Calculad la cantidad de cal viva (CaO) obtenida en este proceso A.19 Los antiguos tipos de cerillas de madera empleaban un sulfuro de fósforo (P4S3) como material inflamable para la cabeza de la cerilla. El sulfuro se prepara calentando una mezcla de azufre y fósforo rojo. Escribid la ecuación química correspondiente y calculad la masa de fósforo necesaria para producir 2000Kg de P4S3 A.20 Algunas estructuras de acero se protegen de la corrosión con una capa de minio (Pb3O4). El minio se obtiene al reaccionar plomo con oxígeno. Escribid la ecuación química de la reacción y calculad la cantidad de plomo necesaria para disponer de 20Kg de minio