TEMA 5REACCIONES QUÍMICAS
1.- ¿QUÉ OCURRE EN UNA REACCIÓN QUÍMICA?
Los cambios en la materia son procesos en los que las sustancias pasan de un estado
inicial a otro final. Pueden clasificarse en:
•
Cambios físicos: son los que producen alteraciones en el aspecto de las
sustancias pero no en su naturaleza, las sustancias siguen siendo las mismas ya
que no ha cambiado su composición.
•
Cambios químicos: Son aquellos en los que unas sustancias se transforman en
otras diferentes, con composición y propiedades distintas.
Para describir un cambio químico se utilizan las reacciones químicas.
Una reacción química es un proceso mediante el cual una o varias sustancias iniciales,
llamadas reactivos, se transforman en otras distintas, denominadas productos.
REACTIVOS→PRODUCTOS
La representación escrita y abreviada de una reacción química se llama Ecuación
química.
Por ejemplo:
Fe (s) + O2 (g)
Fe2 O3
Los reactivos son el hierro (Fe) y El oxígeno ( O2)
El producto es el Óxido de Hierro (III) Fe2 O3
Desde el punto de vista teórico, en toda reacción química se producen:
•
•
•
Choques entre moléculas de los reactivos. El choque debe ser eficaz, y por tanto
debe darse con la energía suficiente y en la orientación adecuada.
Gracias a los choques se producirá una ruptura o formación de enlaces de las
moléculas de los reactivos.
Formación de nuevas moléculas con enlaces diferentes.
En toda reacción químicas, se tiene que romper o formar, al menos un enlace.
2. LA CONSERVACIÓN DE LA MASA EN LAS REACCIONES QUÍMICAS
En el 1774, el químico francés A. Lavoisier realizó diversos experimentos que le
llevaron a formular la ley de conservación de la masa o Ley de Lavoisier, que dice así:
En toda reacción se conserva la masa, es decir, la suma de la masa de los reactivos es
igual a la suma de la masa de los productos.
En 1800 Dalton formuló una teoría que podía explicar esta ley, indicando que, el
número de átomos de cada elemento es el mismo en los reactivos y en los productos,
aunque la organización de sus enlaces sea diferente.
3. ECUACIONES QUÍMICAS
Una ecuación química es una representación abreviada de una reacción química.
Consta de dos miembros separados por un flecha que indica el sentido de la reacción.
El primer miembro son los reactivos y el miembro final los productos. Tanto los
compuestos que forman parte de los reactivos como de los productos se expresarán con
sus fórmulas químicas. El subíndice (número que aparece en la fórmula) indica la
cantidad de átomos del elemento en el que se encuentre.
Normalmente en la ecuación química también aparecen entre paréntesis y después de
cada compuesto el estado físico en el que reaccionan.
Ejemplo:
CO(g)+O (g)
CO (g)
Reactivos
Productos
2
2
Como ajustar una ecuación química:
En toda reacción química se tiene que cumplir la ley de la conservación de la masa.
Cuando una reacción nos la den representada en forma de ecuación química tendremos
que igualar el número de átomos a ambos lados de la ecuación. Esta operación se
denomina ajuste de la ecuación química.
Pasos:
1. Analizamos los dos miembros para ver el número de átomos que tenemos en los
reactivos y en los productos de cada elemento.
2. Si no coincide añadiremos un número delante de cada compuesto (coeficiente)
que nos indicará cuantas moléculas deben reaccionar para cumplir la igualdad.
Lo subíndices de las fórmulas no los podemos tocar ya que estos indican los
átomos que intervienen en el enlace para ser estable.
3. Comprobamos la igualdad de nuevo para saber si el número de átomos coincide.
Ejemplo: ¿cómo quedaría ajustada la reacción CO(g)+ O (g) CO (g)?
2
1.-
Reactivos:
2
Productos:
C:1
O:3
C:1
O:2
2.-
2CO(g)+O (g)
2
→ 2CO (g)
2
3.- Reactivos:
Productos:
C:2
O:4
C:2
O:4
4.TIPOS DE REACCIONES
Conocer los tipos de reacciones químicas permite predecir la complejidad y el número
de sustancias que se pueden obtener:
1. Reacciones de descomposición: son aquellas en las que una sustancia se
transforma en otras más sencillas debido a un aporte energético que puede ser
mediante calor o electricidad.
Ejemplo: 2NaCl(l) → 2Na(l)+Cl (g)
2
2. Reacciones de síntesis: son aquellas en las que dos o más sustancias simples,
elementos o compuestos, reaccionan para dar un único compuesto más
complejo.
Ejemplo: N (g)+3H (g) → 2NH
2
2
3
3
Reacciones de sustitución: son aquellas en las que un elemento de un reactivo
se sustituye o intercambia por un elemento del otro reactivo formando productos
diferentes.
Este tipo de reacciones puede ser simple o doble:
•
Simple:
Ejemplo: 2Mg(l)+TiCl (g) →2MgCl (l)+Ti(s)
4
•
2
Doble:
Ejemplo: AgNO + KBr → AgBr + KNO
3
4
3
Reacciones de combustión: son aquellas entre sustancias ricas en energía, los
combustibles, reaccionan con el oxígeno, llamado comburente, produciendo CO
H O y desprendiendo energía.
A + O2→B + CO2 + H O
2
2
5.- ASPECTOS ENERGÉTICOS
Todas las sustancias químicas contienen en sus enlaces energía, la denominada energía
química.
Si E
<E
significa que se desprende energía y esta se libera al entorno. La
energía desprendida puede manifestarse de diferentes formas:
• Produciendo energía eléctrica.
• Originando luz.
Como cualquier trasformación energética, la energía se disipa caloríficamente.
Las reacciones químicas que trascurren con desprendimiento de energía se llaman
reacciones exotérmicas.
productos
reactivos
2
Si E
> E , se absorbe energía. La energía absorbida, necesaria para que se
produzca la reacción, pude suministrarse de diferentes formas:
• Mediante calor
• Como energía eléctrica
• Mediante luz
Las reacciones químicas que transcurren con absorción de energía se llaman reacciones
endotérmicas.
productos
reactivos
Transcurso de la reacción
Transcurso de la reacción
6.- VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA
La velocidad de una reacción es la rapidez con la que desaparecen los reactivos o la
rapidez con que se forman los productos.
Los factores que pueden influir son:
Temperatura: Al aumentar la temperatura, aumenta la velocidad de la reacción
Concentración de los reactivos: Al aumentar la concentración de los reactivos,
aumenta la velocidad de la reacción
Grado de división de los reactivos sólidos: si hay mayor grado de división aumenta la
superficie de contacto, con lo que aumenta la velocidad de la reacción.
Presencia de catalizadores: Los catalizadores son sustancias que modifican el
mecanismo de reacción, cambiando la energía de activación y con ello la velocidad de
la reacción.
7. CONCEPTO DE MOL. CÁLCULO DE MOLES, MOLÉCULAS Y ÁTOMOS
Un mol es una unidad de cantidad de materia. El número de átomos y moléculas que
hay en una muestra de cualquier sustancia es inmenso, por eso a escala de laboratorio,
los químicos utilizan una unidad de cantidad de materia llamada mol.
Para disponer de un mol de una sustancia basta con tomar una masa que expresada en
gramos que coincida numéricamente con la masa molecular de dicha sustancia.
Se ha comprobado que en un mol de cualquier sustancia siempre hay el mismo número
de moléculas. Corresponde así a 6’02· 10 moléculas. A ese número se le llama el
número de Avogadro y se representa como NA por tanto:
23
NA=6’02·1023
¿ Cómo calcular los moles, moléculas y átomos de una muestra?
Pasos:
Masa(g)→Mr→ Moléculas→Átomos
Ejemplo:
tenemos 100g de monóxido de carbono (CO), ¿cuántos
moles, moléculas y átomos tenemos en la muestra?
1. Mr(CO)=Ar(C)+Ar(O)=12’01+16=28’01u
2. Moles 1mol----28’01g
X----100g
Moles= masa (g)= 100 = 3’56 moles
Mr
28’01
3. Moléculas
Sí en un mol hay 6’02· 10 moléculas ¿Cuántas habrán en 3,56
moles?
23
Nº moléculas=3’56· 6’02· 10 = 2’15· 10 moléculas
23
24
4. Átomos
1 moléculas de CO= 2 átomos
2’15·10 · 2=4’3· 10 átomos
24
24
Todos los moles son iguales en cuanto a que todos ellos contienen 6’01· 10 moléculas.
Pero todos los moles son distintos en cuanto a su masa, ya que dependen de la Mr.
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8.- CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS. EJERCICIOS. APUNTES DE CLASE
9.- QUÍMICA, SOCIEDAD Y MEDIOAMBIENTE. TRABAJADO CON
PROYECTO. EXPLICACIÓN MOODLE.