REA RE CCIONE A S CCIONE QUÍMICAS

Transcripción

1 REACCIONES QUÍMICAS

2 1.- ACTIVIDAD: Observa las fotografías, indicar aquellas en las que la materia experimenta transformaciones químicas: a) b) separación de hierro y azufre c) d) cinta de magnesio quemada papel quemado agua hervida

3 2.- Actividad: a) Predice lo que sucederá si se coloca sobre la vela encendida un vaso invertido. b) Fundamenta porque esta transformación es un cambio químico:

4 Procesos Físicos y Químicos En la naturaleza se producen gran variedad de cambios, como la dilatación de un metal, los cambios de estado del agua, la oxidación de algunos metales Procesos o cambios físicos Las sustancias mantienen su naturaleza y sus propiedades esenciales, es decir, siguen siendo las mismas sustancias. Procesos o cambios químicos.reacciones químicas Las sustancias cambian su naturaleza, se transforman en otras distintas, que tienen propiedades diferentes. El balón de fútbol en movimiento sigue siendo un balón. La mantequilla, al derretirse, sigue siendo mantequilla. La herrumbre que se forma en la viga es una sustancia distinta al hierro. En la fotosíntesis, las plantas producen oxígeno y nutrientes a partir de dióxido de carbono y agua. La botella rota sigue siendo de vidrio. La ceniza que se crea en la hoguera es una sustancia distinta a la madera.

5 Reacciones Químicas Las reacciones químicas son cambios químicos, en ellas unas sustancias desaparecen y se transforman en otras distintas. Ocurre un reordenamiento de átomos; se rompen enlaces y se forman nuevos. Por ejemplo, al arder metano (CH 4 ) con oxígeno (O 2 ) se forma dióxido de carbono (CO 2 ) y agua (H 2 O), sustancias distintas a las anteriores. A los componentes que entran en reacción se les llama reactantes o reactivos y a los obtenidos productos.

6 Ecuaciones Químicas Una ecuación química es la representación escrita y abreviada de una reacción química. A la izquierda se escriben las fórmulas de los reactantes (sustancias reaccionantes) A la derecha se escriben las fórmulas de los productos (sustancias resultantes) Separadas por una flecha. También pueden contener información sobre el estado físico de las sustancias y sobre las condiciones de la reacción. Ejemplo: Descomposición carbonato de calcio Δ CaCO 3 (s) CaO + CO 2 (s) (g)

7 Escribiendo Ecuaciones Químicas Flecha: produce coeficiente reactivos 2A + B 2 2AB productos subíndice Temperatura, presión, solventes

8 Representaciones: La flecha: Indica lo que se produce. Coeficientes: Son números enteros y sencillos que se escriben a la izquierda de la fórmula. Sirven para balancear la ecuación. Subíndice: son los números pequeños que indican el número de átomos de cada clase que hay en la fórmula química.

9 Estado físico 2 HCl(ac) + Na 2 CO 3 (s) H 2 O (l) + CO 2 (g) + 2 NaCl(ac) s: sólido g: gas ac: disuelto en agua l: líquido

10 RECONOCIMIENTO DE LAS REACCIONES QUIMICAS Señales para reconocer una reacción química: 1.- EMISION DE LUZ: El proceso de transformación en algunas reacciones químicas produce energía luminosa. Es el caso de los fuegos artificiales.

11 2.- Liberación de energía térmica: Además de los productos en una reacción química puede liberarse energía térmica que se percibe al tocar el recipiente. Cuando el hidróxido de sodio se disuelve en agua, la temperatura aumenta, lo que indica que libera energía térmica.

12 3.- LIBERACION DE GASES: Uno de los productos de una reacción química puede ser una sustancia gaseosa. En la fotografía, la efervescencia resulta de la liberación de dióxido de carbono.

13 4.- FORMACION DE UN SOLIDO (PRECIPITADO): Hay reacciones en las que se forma un solido o precipitado, que no se disuelve y decanta. En este caso se produce carbonato de calcio por la reacción entre oxido de calcio, disuelto en agua, y el dióxido de carbono, en el aire expirado.

14 5.- CAMBIO DE COLOR: También puede ocurrir que en una reacción haya un cambio de color. Por ejemplo, cuando se exprime limón sobre jugo de betarraga.

15 CAMBIOS DE ENERGIA DURANTE UNA REACCION QUIMICA Los cambios de materia no son espontaneas, sino que dependen de la energía. En todas las reacciones químicas ocurre un intercambio de energía con el entorno. Las reaccione químicas pueden ser: -Endergónicas: reacciones que absorben energía - Exergónicas: reacciones que liberan energía

16 Cuando el intercambio de energía es en forma de calor, hablamos de : - Reacciones endotérmicas: aquellas que absorben calor - Reacciones exotérmicas: aquellas que liberan calor

17 COMO SE GENERA UNA REACCION QUIMICA? Las reacciones químicas transcurren mediante un intercambio de energía con el medioambiente. Muchas necesitan un aporte inicial de energía para producirse El choque de los átomos que van a constituir un enlace podría dar origen a productos, siempre y cuando dispongan de la energía necesaria para este proceso. Durante una colisión es muy importante la orientación molecular para la formación de productos: es necesario que las moléculas de los reactivos choquen con una orientación determinada

18 Por ejemplo, un átomo de cloro tras chocar con una molécula de ClNO 2 da lugar a una molécula de NO 2 y otra de Cl 2 sólo si la orientación relativa es adecuada

19 El número de moléculas de productos es proporcional al número de choques entre las moléculas de los reactivos. De éstos, no todos son efectivos porque no tienen la energía necesaria para constituir el complejo activado. porque no tienen la orientación adecuada. La energía de activación es la necesaria para formar el complejo activado, a partir del cual la reacción transcurre de forma natural.

20 TEORIA DE LAS COLISIONES CHOQUES EFECTIVOS: CONDICIONES QUE DEBEN CUMPLIR: 1.- El choque debe tener la energía suficiente para romper los enlaces entre los átomos y así pueda ocurrir un reordenamiento de ellos y se formen nuevos enlaces en los productos 2.- El choque debe producirse con la orientación adecuada de los reactantes para formar la nueva molécula (producto de la reacción). 3.- Debe tener además una energía mínima para que suceda la reacción, esto es, energía de activación, (Ea). Solo las moléculas o átomos que alcancen un valor superior a Ea formaran productos.

21 CONSERVACION DE LA MASA Qué ocurre con la masa de las sustancias reaccionantes una vez que forman productos?, se mantiene la masa de las sustancias trasformadas? Antoine Lavoisier elaboro una de las leyes fundamentales de la naturaleza: la Ley de conservación de la masa. Lavoisier experimento con la combustión y midió la masa de las sustancias antes y después de arder y planteo una sorprendentes explicación: En toda transformación química la masa se conserva, es decir, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos de la reacción. Ejemplo:2 gramos de cloro y 3 gramos de sodio producen 5 gramos de cloruro de sodio.

22 La ley de conservación de la masa establece que la materia no se crea ni se destruye, sino que se mantiene constante durante el proceso de transformación.

23 Si profundizamos en lo que es una reacción química, pero ahora a nivel atómico, es posible afirmar que el proceso de transformación implica una reorganización atómica que genera productos. Como el proceso se representa mediante una ecuación química, en esta deben constatarse la proporciones entre reactantes y productos de modo que se ajusten a la ley de conservación de la masa.

24 EQUILIBRIO DE ECUACIONES QUIMICAS EJEMPLO: FORMACION DE LA MOLECULA DE AGUA H2 + O2 H2O Debe haber igual numero de átomos de cada tipo a ambos lados de la flecha. Hay organización atómica pero la ecuación esta desequilibrada. Para que no sobren ni falten átomos de cada tipo a ambos lados de la flecha se escriben números delante de los símbolos o formulas que indican la cantidad de átomos o moléculas que participan en la reacción. Así la ecuación esta equilibrada.

25 BALANCE DE ECUACIONES: 1) H2 + O2 H2O 2) CH4 + O2 CO2 + H2O 3) N2 + H2 NH3 4)H2SO4 + NaOH Na2SO4 + H2O 5) Mg + HCl MgCl2 + H2 6) C2H6O + O2 CO2 + H2O 7) Mg + O2 MgO 8) HgO Hg + O2 9) C6H12O6 + O2 CO2 + H2O 10) N2 + O2 NO2 11) C3H8 + O2 CO2 + H2O

26 CLASIFICACION DE LAS REACCIONES QUIMICAS Según la reorganización de los átomos: 1.- REACCION DE SINTESIS O COMBINACION 2.- REACCION DE DESCOMPOSICION 3.- REACCIION DE SUSTITUCION O DESPLAZAMIENTO 4.- REACCION DE DOBLE SUSTITUCION

27 1.- REACCIONES DE SINTESIS O COMBINACION: Dos o más sustancias reaccionan para dar otra más compleja. A + B AB Ejemplo: N H 2 2 NH 3 S + Fe FeS 2 Ca + O 2 2 CaO S + O 2 SO 2 CaO + H 2 O Ca(OH) 2 SO 2 + H 2 O H 2 SO 3 CaO + SO 2 CaSO 3

28 2.- REACCION DE DESCOMPOSICION: Una sustancia se descompone formando dos o más simples. AB A + B EJEMPLO: 2 KClO 3 2 KCl + 3 O 2

29 3.- REACCION DE SUSTITUCION O DESPLAZAMIENTO: Uno de los elementos de un compuesto es sustituido por otro elemento. AB + X AX + B Ejemplo: Zn + H 2 SO 4 ZnSO 4 + H 2 Zn + CuSO 4 ZnSO 4 + Cu

30 4.- REACCION DE DOBLE SUSTITUCION: Equivalen a una doble sustitución Ejemplo: AB + XY AX + BY HCl + NaOH NaCl + H 2 O

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32 IMPORTANCIA DEL OXIGENO EN LAS REACCIONES QUIMICAS. 1.-REACCIONES DE COMBUSTION: Si en el transcurso de una reacción el oxigeno, al combinarse, produce energía que se manifiesta en forma de luz y calor, el proceso se llama combustión. Cuando se calienta un trozo de madera, esta arde, libera gases y produce energía, todo con ayuda del oxigeno. Por lo tanto, el oxigeno es comburente. Ejemplo: Combustión de propano C 3 H O 2 3 CO H 2 O

33 COMBUSTION COMPLETA TIPOS DE COMBUSTION COMBUSTION INCOMPLETA Es aquella en la cual el combustible arde en una atmosfera con suficiente oxigeno y produce dióxido de carbono y vapor de agua. Combustible + O2(g) CO2(g) + H2O(g) + E Es aquella en la cual no existe oxigeno suficiente, por lo que el combustible no reacciona completamente y se produce una mezcla de gases contaminantes, como CO2, CO y NOx

34 REACCIONES DE OXIDACION Y REDUCCION Toda combinación de una sustancia con oxigeno recibe el nombre de oxidación. Los procesos de oxidación se desarrollan más lentamente, las sustancias no arden. Esto sucede con los metales cuando quedan a la intemperie o con la putrefacción de la materia orgánica. A nivel atómico, la oxidación se produce cuando un átomo o ion cede uno o mas electrones. El oxigeno permite la combustión. El oxigeno forma óxidos

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