apunte 5

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COLEGIO DE LOS SAGRADOS CORAZONES
VALPARAISO – VIÑA DEL MAR
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS
Profesora: Silvia Zamora R.
Octavo Básico
Apunte 5
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
- Homo faber
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.
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ACTIVIDAD 12:
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
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.
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¿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.
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 activación
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Los 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

Este gráfico
representa
la energía
mínima
necesaria
para que
ocurra la
reacción.
Con la
flecha se
indica el
complejo
activado
Complejo
activado
En
er
gía
A+B
P
Trayectoria de la reacción
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
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
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¿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 (CuSO4). 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)
b) Introducción: Un pequeño resumen de lo que hiciste y cuales son
los objetivos que se persiguen (al menos 2)
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.
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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 ZnCl2 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 yodoyodo (1—1), para originar 2 moléculas de yoduro de hidrógeno, cada una de las
cuales con un enlace hidrógeno-yodo (H—I).
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:
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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 14:
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
(NaNO3), 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 (FeSO4) en solución acuosa
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ACTIVIDAD 15:
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)
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 tu 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 cuales son los
objetivos que se persiguen (al menos 2)
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.
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¿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)
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)
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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 16:
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:
Sulfato de Cobre + Hierro  Sulfato de Hierro + Cobre
CuSO4 + Fe
FeSO4
+ Cu
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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