3.1. Cambios físicos y cambios químicos
3.2. Reacción química. Conservación de la masa. - Reactivos-productos
- Ajustar reacciones
- Información contenida en la ecuación química ajustada
- Tipos de reacciones: síntesis, descomposición, combustión, sustitución
3.3. Calor de reacción. Reacciones endotérmicas y exotérmicas
3.4. Velocidad de reacción. Factores que influyen en la velocidad de la reacción: naturaleza de reactivos, temperatura, concentración de reactivos, grado de división de reactivos, catalizadores.
3.5. Ácidos y bases. Concepto de pH. Escala de pH. Indicadores 3.6. La química y la sociedad:
3.1. Cambios físicos y cambios químicos
La materia puede sufrir cambios mediante diversos procesos. No obstante, todos esos cambios se pueden agrupar en dos tipos:
cambios físicos y cambios químicos.
CAMBIOS FÍSICOS.
Estos cambios no producen modificaciones en la naturaleza de las sustancia o sustancias que
intervienen. Ejemplos de este tipo de cambios son: cambios de estado, mezclas, disoluciones, separación de sustancias en mezclas o
3.1. Cambios físicos y cambios químicos
CAMBIOS QUÍMICOS
Alteran la naturaleza de las sustancias: unas
desaparecen y aparecen otras con propiedades muy distintas.
No es posible volver atrás por un
3.2. Reacciones químicas. Reactivos-productos
Una reacción química es un proceso por el cual una o más sustancias llamadas reactivos, se
transforman en otra u otras sustancias con
propiedades diferentes, llamadas productos.
Los enlaces entre los átomos que forman los
3.2. Reacciones químicas. Reactivos-productos
En una reacción química:
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.
3.2. Reacciones químicas. Reactivos-productos
En una reacción, a derecha e izquierda de la flecha,
debe existir el mismo número de átomos de cada elemento. Entonces se dice que la reacción está
ajustada o equilibrada.
Para equilibrar reacciones químicas, se ponen
delante de las fórmulas unos números llamados
coeficientes, que indican el número relativo de
átomos y moléculas que intervienen en la reacción.
Estos coeficientes son los únicos números que se pueden cambiar, ya 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
3.2. Reacciones químicas. Reactivos-productos
Ejemplos de ajustes de reacciones
• 2C4H10 + 13 O2 8CO2 + 10H2O
• CaCO3 + calor CaO + CO2
• 3O2 + 4Fe 2Fe2O3
• N2 + 3H2 2NH3
3.2. Reacciones químicas. Información contenida
Una reacción química ajustada informa sobre las
proporciones en que intervienen los reactivos y los productos de la reacción.
2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)
Por cada dos moléculas de H2O que se
descomponen se forman dos moléculas de gas H2 y una molécula de gas O2
3.2. Reacciones químicas. Información contenida
Un mol de átomos es la cantidad de un elemento químico equivalente a la que representa su masa atómica expresada en gramos.
1 átomo de
hidrógeno = 1u
1 mol de
hidrógeno = 1g
1 g de hidrógeno tiene
6.022x1023 átomos de
hidrógeno 1 átomo de
carbono = 12 u
1 mol de
carbono = 12 g
12 g de carbono tienen
6.022x1023 átomos de
carbono 1 átomo de
azufre = 32 u
1 mol de
azufre = 32 g
32 g de azufre tienen
6.022x1023 átomos de
3.2. Reacciones químicas. Información contenida
El concepto de mol se asemeja al de docena: la
masa del balón es 100 veces mayor que la masa de la pelota de tenis
3.2. Reacciones químicas. Información contenida
Un átomo de hierro tiene de masa 55,8 u. ¿Cuántos
gramos son dos moles de hierro?
un átomo de Fe = 55,8u; por tanto, 1 mol de Fe = 55,8g 1 mol de Fe 55,8g
2 mol de Fe X
X= 55,8 g * 2 mol / 1mol = 111,6 g
Si tenemos 1024 átomos de hierro, ¿Cuántos moles de
hierro hay?
1 mol de Fe 6,023x1023 átomos
X mol de Fe 1024 átomos
X = 1024 átomos * 1 mol / 6,022x1023 átomos = 1,66 mol Fe
¿Cuántos gramos de hierro hay en los 1024 átomos?
3.2. Reacciones químicas. Información contenida
1.
1. La masa atómica de la plata es de 107,9 u. La masa atómica de la plata es de 107,9 u. ¿Cuántos gramos son 0,25 mol de plata?
¿Cuántos gramos son 0,25 mol de plata?
2.
2. ¿Cuántos átomos son 0,5 mol de plata? ¿Cuántos átomos son 0,5 mol de plata?
¿Cuántos átomos son 0,5 mol de magnesio cuya
¿Cuántos átomos son 0,5 mol de magnesio cuya
masa atómica es de 24,3 u?
masa atómica es de 24,3 u?
3.
3. ¿Cuántos gramos son 0,5 mol de plata? ¿Y 0,5 ¿Cuántos gramos son 0,5 mol de plata? ¿Y 0,5 mol de magnesio?
mol de magnesio?
4.
4. Tenemos 5*10Tenemos 5*102424 átomos de plata, ¿cuántos átomos de plata, ¿cuántos
moles representan? ¿Y si hay 5*10
moles representan? ¿Y si hay 5*102424 átomos de átomos de
magnesio?
3.2. Reacciones químicas. Información contenida
5.
5. Tenemos 5*10Tenemos 5*102424 átomos de plata ¿cuántos átomos de plata ¿cuántos
gramos representan? ¿y si tenemos 5*10
gramos representan? ¿y si tenemos 5*102424
átomos de magnesio?
átomos de magnesio?
6.
6. Tenemos 25 g de plata ¿cuántos moles de plata Tenemos 25 g de plata ¿cuántos moles de plata representan?
representan?
7.
7. En 25 g de magnesio ¿cuántos moles de En 25 g de magnesio ¿cuántos moles de magnesio hay?
magnesio hay?
8.
8. Tenemos 25 g de plata ¿cuántos átomos de Tenemos 25 g de plata ¿cuántos átomos de plata representan?
plata representan?
9.
9. En 25 g de magnesio ¿cuántos átomos de En 25 g de magnesio ¿cuántos átomos de magnesio hay?
3.2. Conservación de la masa
La ley de conservación de la masa o ley de
conservación de la materia es una de las leyes
fundamentales en todas las ciencias naturales. Fue elaborada por Lavoisier y otros científicos que le
sucedieron.
Establece que: “En toda reacción química la masa
3.2. Reacciones químicas. Tipos de reacciones
Síntesis: proceso de
obtener compuestos químicos a partir de
sustancias más simples. Por ejemplo acero,
plásticos, etc
Descomposición: ruptura de moléculas largas formando así moléculas más
3.2. Reacciones químicas. Tipos de reacciones
Sustitución o desplazamiento: aquella donde un átomo
3.2. Reacciones químicas. Tipos de reacciones
Combustión: reacción química en la que un
elemento combustible se combina con otro
comburente (generalmente oxígeno en forma de O2 gaseoso), desprendiendo calor y produciendo un óxido. Por ejemplo: calor al quemar, luz al arder.
Combustible O2 CO2 H2O
vapor
ENERGÍA
+ +
+
Ejemplo:
3.3. Calor de reacción
La humanidad ha utilizado las reacciones
químicas para producir energía: combustión de madera o de carbón, motores de explosión de los coches y motores de propulsión de las naves
espaciales.
Cada átomo y cada molécula de una sustancia posee una determinada energía interna. Por
tanto, se puede afirmar que los reactivos y los
productos de una reacción química poseen un determinado contenido energético propio
3.3. Calor de reacción
La energía desprendida o absorbida puede ser en forma de energía luminosa como la eléctrica, pero también, en forma de calor que se llama calor de reacción y tiene un valor característico para cada reacción, en unas determinadas condiciones da presión y temperatura.
Las reacciones químicas pueden entonces clasificarse en: exotérmicas o endotérmicas,
3.3. Calor de reacción
La oxidación y la combustión son reacciones exotérmicas: desprenden calor. La
energía de los reactivos es mayor que la de los
productos.
Las reacciones endotérmicas absorben calor como la síntesis de amoniaco (proceso Haber-Bosch) o las empleadas para la refrigeración
3.4. Velocidad de reacción
No todas las reacciones químicas ocurren a igual velocidad. En una reacción química, cuanto más
fuertes sean los enlaces de los reactivos que deben romperse, más tiempo tardará la reacción en
transcurrir.
3.4. Velocidad de reacción
Los factores que influyen en la velocidad son: • Concentración de
reactivos: Al aumentar la concentración de los
reactivos, aumenta la velocidad por que crece la probabilidad de
choque entre partículas. • Fragmentación de
3.4. Velocidad de reacción
Los factores que influyen en la velocidad son: •Temperatura: al
aumentar la temperatura, aumenta la velocidad de reacción
• Catalizadores: sustancias que se
3.5. Ácidos y bases
Ácido: sustancia que tiene átomos de H en su
composición y los libera en forma de H+ en el agua.
Base: sustancia que tiene OH en su composición y libera aniones OH- cuando se disuelve en el agua.
Si ambos se mezclan, se neutralizan. Ácidos
Tienen sabor agrio.
Reaccionan con muchos metales formando sales y
desprendiendo gas hidrógeno. Enrojecen tornasol
Reaccionan con los carbonatos formando una sal, dióxido de cabono y agua.
Bases
Tienen un sabor cáustico
Presentan un tacto jabonoso. Precipitan los metales
3.6. Química y sociedad
La vida cotidiana presenta muchos procesos que
demuestran la importancia de la química. Materiales como crema dental, jabones, plásticos, pinturas,
tizas, abonos, fertilizantes, algunos productos que incorporan los alimentos, han sido elaborados
mediante procesos químicos.
Para su obtención se han realizado muchas investigaciones sobre las propiedades que diferencian entre unas sustancias y otras;
3.6. Química y sociedad
La Ingeniería química como una disciplina
independiente surge después de la revolución
industrial y ha conseguido importantes logros para la humanidad, que van desde las investigaciones del átomo, la era del plástico, los fármacos, los
catalizadores, los fertilizantes, la petroquímica, etc.
3.6. Química y sociedad
Los medicamentos, son sustancias químicas que pueden modificar los procesos bioquímicos del
organismo humano y de otros seres vivos. Están formados, en su mayoría, por sustancias orgánicas de fórmula compleja. Pueden producir efectos
3.6. Química y sociedad
Sin embargo, el proceso no esta exento de riesgos. Esta indudable mejora en la calidad de vida tiene un alto precio: se generan grandes cantidades de
residuos que provocan un grave perjuicio al medio ambiente tanto por los contaminantes emitidos a la atmósfera en forma de partículas, gases y aerosoles como los vertidos y contaminación por radiaciones que ocurren en ríos y suelos.
