LAS REACCIONES QUÍMICAS UNIDAD 4

Transcripción

1 LAS REACCIONES QUÍMICAS UNIDAD 4

2 1. LOS CAMBIOS EN LA NATURALEZA Un cambio físico es aquel que no provoca la aparición de nuevas sustancias, es decir, solo ocurren transformaciones en las propiedades del sistema.

3 1. LOS CAMBIOS EN LA NATURALEZA Un cambio químico produce sustancias que no estaban presentes antes de la transformación, es decir, altera la naturaleza de la materia. Los cambios químicos se denominan también reacciones químicas.

4 1. LOS CAMBIOS EN LA NATURALEZA En una reacción química siempre se puede distinguir entre las sustancias presentes antes de cambio y las que se producen como resultado de este. Reactivos: sustancias puras que se combinan entre sí, dando lugar a la reacción química. Productos: sustancias que se han formado como resultado de la combinación de los reactivos en la reacción química. Unas sustancias iniciales llamadas Reactivos, se transforman es otras distintas, denominadas Productos.

5 1. LOS CAMBIOS EN LA NATURALEZA Una reacción química suele ir acompañada por alguna de estas manifestaciones.

6 1. LOS CAMBIOS EN LA NATURALEZA Las reacciones químicas se caracterizan por los siguientes aspectos: Existe un intercambio de energía mientras ocurre: algunas reacciones químicas requieren de un aporte de energía, mientras que otras desprenden gran cantidad de energía, como por ejemplo las combustiones. La mayoría de lasreaccionesquímicassonirreversibles, es decir, los productos a los que han dado los reactivos no se recombinan para volver a formarlos; aunque en algunas reacciones en las que esto sí es posibles (reacciones reversibles). Losestadosdeagregación de las reactivos y productosnotienenporquéser iguales. Por ejemplo, en una reacción ente un sólido y un líquido se puede formar una sustancia gaseosa.

7 2. ESTUDIO DE LAS REACCIONES QUÍMICAS 2.1 TEORÍA DE LAS COLISIONES Permite explicar cómo y por qué se producen las reacciones químicas. Según esta teoría, una reacción química ocurre porque las moléculas de los reactivos chocan entre sí con la suficiente energía como para que se rompan los enlaces que mantienen unidos a los átomos de los reactivos.

8 2.2 VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA

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11 2.3 ECUACIONES QUÍMICAS Contienen la información sobre las sustancias que reaccionan y las que se forman como resultado de la reacción química que representan. Esta información es cualitativa y cuantitativa. Una ecuación química es la representación simbólica de una reacción química en términos de fórmulas químicas. Consta de: Dos miembros conectados por una flecha que indica el sentido en que se produce la reacción. A la izquierda de la flecha aparecen los reactivos y a la derecha los productos. Los números que aparecen delante de la fórmula química de la sustancia se denominan coeficientes estequiométricos, e indican el número de moléculas o la cantidad de sustancia de cada sustancia que interviene en la reacción. Información sobre el estado de agregación de las sustancias; se utilizan abreviaturas entre paréntesis detrás de cada fórmula química (sólido s, líquido l, gas g, en disolución acuosa aq). Esta información no se da en todas las ocasiones.

12 2.3 ECUACIONES QUÍMICAS Un reacción química es un reordenación de los átomos de los elementos químicos que formaban los reactivos, de forma que se unan de forma diferente para dar lugar a los productos.elnúmerodeátomosdecadaelementoquímicoeselmismoenreactivosy productos.

13 2.3 ECUACIONES QUÍMICAS AJUSTE DE ECUACIONES QUÍMICAS Consiste en indicar los valores de los coeficientes estequiométricos para que haya el mismo número de átomos de cada elemento antes y después de que ocurra la reacción.

14 2.3 ECUACIONES QUÍMICAS MÉTODO PARA AJUSTAR UNA REACCIÓN QUÍMICA 1. Escribir las fórmulas de reactivos y productos y contar el número de átomos de cada elemento a ambos lados de la flecha. 2 átomos de C 1 átomo de C 6 átomos de H 2 átomos de H 3 átomos de O 3 átomos de O

15 2. Elegir en primer lugar los coeficientes estequiométricos de los compuestos, y después se ajustan los coeficientes de las sustancias elementales. 3. Comprobar que el número de átomos de cada elemento es el mismo en los reactivos y en los productos.

16 Hay que evitar poner coeficientes que sean números fraccionarios. VER EJERCICIO LIBRO pág. 113

17 2.4 CONSERVACIÓN DE LA MASA EN LAS REACCIONES QUÍMICAS Ley de conservación de la masa (Lavoisier 1789). En toda reacción química, la masa de los reactivos es igual a la masa de los productos. Qué ocurre en una Reacción Química? Los átomos se agrupan de distinto modo.

18 3. CANTIDAD DE SUSTANCIA Y REACCIONES QUÍMICAS 3.1 CONCEPTO DE MOL Y NÚMERO DE AVOGADRO

19 3.1 CONCEPTO DE MOL Y NÚMERO DE AVOGADRO

20 3.1 CONCEPTO DE MOL Y NÚMERO DE AVOGADRO Qué indica una Reacción Química ajustada? Una vez ajustada la ecuación química, los coeficientes indican la proporción en que reaccionan las sustancias.

21 3.1 CONCEPTO DE MOL Y NÚMERO DE AVOGADRO Qué indica una Reacción Química ajustada? Si en vez de una molécula, pensamos en 6, moléculas (N A = número de Avogadro), es decir en un mol de moléculas:

22 3.2 CÁLCULO DE MASAS EN REACCIONES QUÍMICAS Lamasamolar de una sustancia (M) es la masa, expresada en gramos, de 1 mol de dicha sustancia. Por tanto, su unidad es el g/mol. El valor numérico de la masa molar de una sustancia coincide con el que tiene la masa atómica o la masa molecular, o la masa de la unidad fórmula.

23 3.2 CÁLCULO DE MASAS EN REACCIONES QUÍMICAS

24 EJEMPLO: El amoniaco, NH 3, reacciona con el oxígeno O 2, para dar óxido nítrico, NO, y agua. Cálculo de la masa de agua que se podrá obtener a partir de 60 g de amoniaco y comprobación de ley de conservación de la masa. 1. IDENTIFICAR REACTIVOS Y PRODUCTOS: Reactivos: amoniaco y oxígeno Productos: óxido nítrico y agua 2. ESCRIBIR ECUACIÓN QUÍMICA SIN AJUSTAR: NH 3 + O 2 NO + H 2 O 1 átomo de N 1 átomo de N 3 átomos de H 2 átomos de H 2 átomos de O 2 átomos de O

25 3. AJUSTAR LA ECUACIÓN QUÍMICA: 1. El oxígeno, como es una sustancia elemental, se ajusta en último lugar. El nitrógeno ya está ajustado. Para ajustar el hidrógeno, ver el número de átomos que hay en los reactivos y en los productos; hay 3 en los reactivos y 2 en los productos, luego hay que ajustar: 2 NH 3 + O 2 NO + 3 H 2 O 2. El nitrógeno ha dejado de estar ajustado, porque hay 2 átomos en los reactivos y 1 en los productos; hay que ajustar: 2 NH 3 + O 2 2 NO + 3 H 2 O 3. Ya están ajustados H y N, por lo que hay que ajustar el O. En los productos hay y átomos de O, así que para tener ese número en los reactivos, tenemos que poner 5/2 al O 2. Como no es posible tener media molécula, hay que multiplicar por 2 todos los coeficientes, para que todos sean números enteros. 4 NH O 2 4 NO + 6 H 2 O 4. SELECCIONAR SUSTANCIAS PURAS QUE PARTICIPAN EN LA REACCIÓN: Sustancia dato: amoniaco Sustancia incógnita: agua

26 5. ESCRIBIR EN FORMA DE PROPORCIÓN MOLAR LAS CANTIDADES QUÉ INDICA LA ECUACIÓN QUÍMICA: 6. CALCULAR LAS MASAS DE LAS SUSTANCIAS QUE APARECEN, EN LA PROPORCIÓN MOLAR ANTERIOR: M (NH 3 ) = 17,0 g/mol m (2 mol de NH 3 ) = 34,0 g M (H 2 O) = 18,0 g/mol m (3 mol de H 2 O) = 54,0 g 7. SUSTITUIR LA RELACIÓN MOLAR POR LA PROPORCIÓN DE LAS MASAS: 8. ESTABLECER PROPORCIÓN DIRECTA CON LOS DATOS DEL ENUNCIADO: = m = 95,3 g de H 2 O

27 9.PARACOMPROBARQUESECUMPLELALEYDECONSERVACIÓNDELAMASA: 1. Calcular las masas molares de los reactivos y productos a partir de las masas molares de los elementos: M NH3 = 17 g/mol M NO = 30 g/mol M N = 14 g/mol M H = 1 g/mol M O2 = 32 g/mol M H2O = 18 g/mol M O = 16 g/mol 2. Calcular las masas que corresponden a cada sustancia en la reacción ajustada: 4 NH 3 +5O 2 4NO +6H 2 O 4 mol de NH 3 17 g/mol = 68 g de NH 3 5 mol de O 2 32 g/mol = 160 g de O 2 4 mol de NO 30 g/mol = 120 g de NO 6 mol de H 2 O 18 g/mol = 108 g de H 2 O 3. Verificar que se cumple la ley: 68g+160g=120g+108g=228g