LA REACCIÓN QUÍMICA. Departamento de Física y Química 2º ESO

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LA REACCIÓN

QUÍMICA

Departamento de

Física y Química

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0. Mapa conceptual

REACCIÓN

QUÍMICA

Conservación de la masa Reactivos Intercambio de átomos Medio ambiente Temperatura Sustancias que rompen enlaces

Productos

Velocidad reacción

Sustancias que forman enlaces

Concentración Química actual Sustancias por origen Energía Procesos exotérmicos Procesos endotérmicos

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0. Mapa conceptual

REACCIÓN

QUÍMICA

Precipitación Química actual Reacciones ácido-base Reacciones REDOX Otras reacciones Fermentación Respiración Descomposición Medio ambiente La lluvia ácida El efecto invernadero Los clorofluorocarbonos (CFC)

Los residuos industriales

Manufacturadas

Sustancias por origen

Naturales Artificiales

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1. Cambios en la materia

 Transformaciones físicoquímicas.

Se pueden clasificar en:

 Transformaciones químicas o reacciones químicas: en ellas

desaparecen unas sustancias y aparecen otras.

Ejemplos: la plata se oscurece, motor de gasolina, medicamento

efervescente

 Transformaciones físicas: aquellas en las que al inicio y al final

del proceso tenemos las mismas sustancias.

Ejemplos: una chispa de un mechero, un tubo fluorescente,

producir luz con una dinamo, fusión del hielo, sublimación del

yodo

• El cambio de color, la formación de un gas o la aparición de un

precipitado pueden ser muestras de la existencia de una reacción

química.

Sin embargo, siempre debemos analizar los productos, ya que

puede ser que su aparición sea consecuencia de algunos cambios

físicos.

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2. La reacción química

 Reacción química:

proceso por el cual unas sustancias

(reactivos) se transforman en nuevas sustancias (productos).

 Ecuación química:

representación de una reacción química.

 Una o varias sustancias (reactivos) reaccionan y se transforman:

CH

₄

y O

₂

 Una o varias sustancias (productos) se forman: CO

₂

y H

₂

O

 No desaparece ningún átomo, ni aparece uno que no hubiese al

inicio, tan solo ha habido una redistribución de los mismos:

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2. La reacción química

 ¿Qué es ajustar una reacción química?: Es

encontrar la

relación entre el número de átomos de cada especie implicados en la

reacción.

A)

B)

A) Inicio: 1 C, 4 H, 4 O  Final: 1 C, 4 H, 4 O B) Inicio: 4 H, 2 O  Final: 4 H, 2 O

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3. Ley de conservación de la masa

 Ley de conservación de la masa:

En una reacción química

ni desaparece ni aparece ningún átomo, por lo que la masa de los

reactivos es igual a la masa de los productos.

Ejemplos:

a)

b)

c)

a) m_reactivos = m_productos 56 + x = 68  x = 68 – 56 = 12 g b) m_reactivos = m_productos 140 + 30 = x  x = 170 g c) m_reactivos = m_productos x + 80 = 124  x = 124 – 80 = 44 g N₂ + 3 H₂  2 NH₃ 56 g x 68 g 140 g 30 g x x 80 g 124 g reactivos productos

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4. La energía en las reacciones



En una reacción química hay una reestructuración de átomos.

Esto implica que:

 Algunos de los átomos que forman los reactivos se han de

separar entre sí (ruptura de enlaces), lo cual precisa de una

cantidad de energía.

 Cuando vuelven a unirse para formar los productos (formación

de enlaces), desprenden otra cantidad de energía, que es diferente

a la anterior.

Balance energético: Comparación de las cantidades de energía

de los reactivos y los productos para conocer si se trata de un

proceso exotérmico o endotérmico.

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4. La energía en las reacciones

 Procesos exotérmicos: desprenden energía



La energía que se necesita para separar los átomos de los reactivos (ruptura de enlaces) es menor que la que se desprende cuando se vuelven a unir (formación de nuevos enlaces) para formar los productos.

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4. La energía en las reacciones

 Procesos endotérmicos: absorben energía



La energía que se necesita para separar los átomos de los reactivos (ruptura de enlaces) es mayor que la que se desprende cuando se vuelven a unir (formación de nuevos enlaces) para formar los productos.

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5. Velocidad de reacción

 Cinética:

rama de la ciencia que estudia la velocidad a la que se

producen los cambios.



Cinética rápida

: velocidad de reacción rápida



Cinética lenta

: velocidad de reacción lenta

 Velocidad de una reacción:

rapidez con la que los reactivos

se convierten en productos, y depende de las condiciones a las que

se realiza la reacción.

La velocidad a la que sucede un proceso depende de:

 La temperatura:

Cuanto mayor es la temperatura de un

proceso mayor es la velocidad a la que sucede, al moverse las

partículas más rápido e interaccionar en más ocasiones.

 La concentración:

Cuanto mayor sea la concentración de un

reactivo mayor será la velocidad de reacción, al haber mayor

cantidad de partículas disponibles para reaccionar.

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6. Reacciones químicas importantes

 Reacciones ácido-base:

Ácido + Base  Sal + Agua

 Ácido: sustancias con sabor ácido que pueden atacar a las

piedras calizas como el mármol

 Bases o álcalis: sustancias de sabor amargo y tacto jabonoso

que no suelen atacar a los metales

La acidez-basicidad se

mide con la escala de

pH

Para

visualizarlo

se

utiliza el papel indicador

que cambia de color con

el pH

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6. Reacciones químicas importantes

 Reacciones de oxidación-reducción (REDOX):

reacciones

donde existe un intercambio de electrones entre elementos:

 Oxidación: un elemento pierde electrones

 Reducción: un elemento gana electrones

Ejemplos:

• Combustión: una sustancia se oxida con el oxígeno del aire

combustible + O

₂

 CO

₂

+ H

₂

O

• Corrosiones u oxidaciones de los metales:

metal + O

₂

 óxido metálico

• Pilas y baterías: permiten obtener electricidad a partir de una

reacción

Los electrones que pierde un elemento los gana el otro

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6. Reacciones químicas importantes

 Otras reacciones habituales:

 Precipitación:

reacción donde se genera un producto que es insoluble. 

Fermentación y respiración:

proceso biológico donde se obtiene energía a partir de una oxidación.

- Respiración: el proceso parte de glucosa con oxígeno y se obtiene CO₂ y agua.

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂  6 CO₂ + 6 H₂O glucosa

- Fermentación: el proceso es incompleto. No utiliza oxígeno y se obtienen alcoholes, como sucede con el vino.

azúcares  alcoholes

 Descomposición:

reacción en la que un compuesto complejo se separa en dos sustancias más simples.

CaCO₃  CaO + CO₂

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7. La química en nuestra vida

 El origen de las sustancias:

Según su procedencia los materiales se clasifican en:



Naturales: obtenidos directamente de la naturaleza

Ejemplos: madera, algodón, roca o arcilla

 Artificiales: obtenidos a partir de un proceso tecnológico. Hay

dos posibilidades:

• Manufacturados: obtenidos por modificación de un producto

natural

Ejemplos: obtener acero del hierro, aceite de las olivas y telas del

algodón, la seda o el lino

• Sintéticos:

- obtenidos a partir de materiales manufacturados

Ejemplo: caucho vulcanizado

- obtenidos a partir de materiales nuevos

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8. Química y medio ambiente

La industria química aporta infinidad de ventajas al suministrar

nuevos materiales con propiedades más innovadoras, pero también

tiene ciertos aspectos negativos para el medio ambiente como

:

 La lluvia ácida

 El efecto invernadero

 Los clorofluorocarbonos (CFC)

 Los residuos industriales

Lluvia ácida Destrucción de la Efecto invernadero capa de ozono

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8. Química y medio ambiente

 La lluvia ácida:

 Origen:

Los combustibles utilizados para la locomoción y la producción eléctrica emiten óxidos de azufre y nitrógeno que reaccionan con el agua de las nubes y producen ácidos.

 Efecto:

Se incrementa la acidez del agua de lluvia hasta alcanzar valores de pH inferiores a 5,6.

 Consecuencias:

Se acidifican los suelos y las aguas de ríos y lagos, y los árboles acaban enfermando y muriendo.

Ataca y disuelve las piedras calizas (básicas), que forman edificios, monumentos y el paisaje en general.

 Soluciones:

• Disminuir el consumo de combustibles fósiles • Eliminar el azufre antes de utilizar el combustible • Eliminar los óxidos antes de emitirlos a la atmósfera

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8. Química y medio ambiente

 El efecto invernadero:

 Origen:

El problema surge cuando la presencia de gases invernadero (CO₂, CH₄ y H₂O) en la atmósfera aumenta más de lo habitual, produciendo un efecto invernadero “extra”.

 Efecto:

Incremento de este efecto a causa del aumento de la concentración de estos gases en la atmósfera. Principalmente CO₂ procedente del abuso de los combustibles fósiles (carbón y petróleo).

 Consecuencias:

• Descenso en la capa de hielos, aumento del nivel del mar y modificación de las corrientes oceánicas

• Modificación del clima con el incremento de la sequía y fenómenos atmosféricos violentos

• Incremento del riesgo de incendios

• Desaparición de especies por destrucción de su entorno

 Soluciones:

• Reducir el uso de combustibles fósiles mediante la promoción de energías renovables

• Controlar la cantidad de ganado para alimentación mediante un consumo responsable

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8. Química y medio ambiente

 Los clorofluorocarbonos (CFC):

La capa de ozono es una fina capa situada a unos 25 km de altura y con una elevada concentración de ozono, cuya importancia radica en la

protección que ofrece a toda la vida frente al efecto de la radiación ultravioleta.

 Origen:

La causa del agujero de la capa de ozono (O₃) son los CFC, ampliamente utilizados como propelentes de aerosoles y como refrigerantes en neveras y aires acondicionados.

 Efecto:

Inertes en las capas bajas de la atmósfera, los CFC se vuelven muy reactivos en capas altas cuando se encuentran con rayos ultravioleta.

 Consecuencias:

El incremento de la radiación puede provocar efectos muy perjudiciales, desde quemaduras, cáncer de piel y ceguera, hasta mutaciones letales para la vida.

Soluciones:

• Reducir la emisión de CFC y utilizar otras alternativas

• Prevenir sus efectos, utilizando cremas de elevada protección solar y gafas adecuadas

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8. Química y medio ambiente

 Los residuos industriales:

Problemas medioambientales que causan:

 Plásticos que nunca se degradan:

En los océanos existen islas flotantes de materiales plásticos que constituyen auténticas trampas para animales marinos (tortugas, delfines, cachalotes, ballenas…)

Solución: Producir plásticos bio- o fotodegradables que se destruyen por la acción de microorganismos o de la luz solar.

La mejor solución es la reducción de su consumo y el reciclaje del material utilizado.

 Vertidos de petróleo en el mar y las costas:

afectando a la flora y la fauna, que fallecen por contacto o por asfixia.

Solución: Mejorar los métodos de recogida de fuel.

La mejor opción es no trasportarlo y fomentar las energías limpias y alternativas.

 Acumulación de residuos mineros muy tóxicos en balsas

Solución: Minimizar la extracción de minerales, evitando su uso excesivo mediante la reducción, reutilización y reciclaje de aparatos.

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8. Química y medio ambiente

 Los residuos industriales:

Problemas medioambientales que causan:

 Contaminación de los acuíferos:

Debido al abuso de los abonos nitrogenados utilizados para mejorar la producción agraria, sin el control adecuado.

Solución: Informar mejora a los agricultores para conseguir un uso racional de los abonos y obtener productos de mejor calidad.

 Eutrofización de las aguas:

Incremento de los nutrientes de una masa de agua, lo que provoca un gran incremento de la cantidad de algas, plantas y organismos que, al morir, contaminan las aguas y las vuelven inhabitables.

Solución: Disminuir el vertido incontrolado de contaminantes líquidos, abonos, excrementos del ganado, residuos forestales del aprovechamiento de la madera y residuos urbanos sin depurar.