REACCIONES QUÍMICAS

 
REACCIONES QUÍMICAS                                          REACCIONES QUÍMICAS II

INTRODUCCIÓN

 
    Un cambio físico es una transformación en la que NO varía la naturaleza de las sustancias.
Ej: calentar, cortar, enfriar, cambios de estado,...

    Un cambio químico es una transformación en la que SI varía la naturaleza de las sustancias. 

Es frecuente que ocurran cambios raros que indican que se están formando sustancias nuevas:

            a) Aparición de nuevos colores. ( Ej: incoloro + incoloro → rosa)



            b) Desprendimiento de calor . ( Ej: frio + frio → calor)


            c) Aparición de gases y/o humos. (Ej: sólido + líquido → aparición de gases)

                           


            Las reacciones químicas son procesos en los que desaparecen unas sustancias, llamadas reactivos, y aparecen otras sustancias nuevas    llamadas productos.

                                                       Reactivos                                                                                                Productos

ENERGÍA EN LAS REACCIONES QUÍMICAS.


    En las reacciones químicas se observa que varía la temperatura.  Hay dos tipos de reacciones químicas:

            a)Reacciones exotérmicas. Desprenden energía. Ej: Combustión.



        b)Reacciones endotérmias. Absorben energía.. Ej: Fotosíntesis.


TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS.    



    Las reacciones químicas pueden ser de varios tipos:

Combustión.

            Reacción de  una sustancia, llamada combustible, con oxígeno produciendo dióxido de carbono, agua y energía. Son reacciones exotérmicas y rápidas..
    
                    CH3CH2OH + O2 CO2 + H2O + calor 
                      (alcohol)

Oxidación – reducción


    Se produce oxidación cuando una sustancia pierde electrones ( o gana oxígeno) .
     Ej: Mg + O2 2 Mg O         El magnesio se ha oxidado.

    Las reacciones de combustión son un tipo de reacciones de oxidación, son rápidas y exotérmicas.

    Se produce reducción cuando una sustancia gana electrones ( o pierde oxígeno).
    Ej :      FeO + C Fe + CO                                El hierro se ha reducido.

Estas reacciones químicas, de oxidación y reducción, son las responsables de la producción eléctrica en pilas y baterías.

  

Ácido – base.

 
 

ÁCIDOS

BASES

Ácidos son unas sustancias que reaccionan

- Con los metales desprendiendo hidrógeno (inflamable ).

- Con el mármol desprendiendo CO2 ( no inflamable).

Las bases son las sustancias opuestas a los ácidos.

Disuelven las grasas.

Ej: Agua fuerte ( HCl) . Limpieza, digestión en el estómago.

Ácido sulfúrico . Fabricación productos químicos, baterías de coches,

Vinagre.

Jugo de limón, etc...

Ej: Amoniaco ( NH3 ). Limpieza y fertilizantes.

Sosa caústica (NaOH). Desatascador tuberías, fabricación productos químicos, jabón, etc...

Bicarbonato de sodio (NaHCO3). Antiácido de estomago, repostería.

 
 
Cuando reacciona un ácido y una base se produce una reacción de neutralización, en la que se produce agua y se anulan las propiedades de ambos.
Ácido + base agua + sal
 
 
  Para medir la fortaleza de un ácido o de una base se usa una escala llamada pH. Esta escala va de 0 a 14, siendo el estado neutro el 7. Una sustancia cuanto más cerca del cero esté más ácida será y cuanto más cerca del 14 esté más básica será.

 

pH

ÁCIDO

NE

BÁSICOS

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14


En la tabla siguiente se muestran algunos ejemplos del pH de algunas sustancias:
 
 

SUSTANCIA

pH

Jugo gástrico

1,0 – 2,0

Jugo de limón

2,4

Jugo de naranja

3,5

Orina

4,8 – 7,5

Saliva

6,4 – 6,9

Leche de vaca

6,5

Agua pura

7,0

Sangre

7,3 –7,4

Limpiador amoniacal

11 - 12

Otras.

 
 

 EL MOL.


Una docena son doce objetos. Todas las docenas tienen el mismo número de objetos, pero no la misma masa porque todas los objetos no son iguales.

 

Ej: 1 docena de huevos tiene 12 huevos.

1 docena de coches tiene 12 coches.

1 docena de coches no pesa igual que una docena de huevos, porque la masa de los huevos es distinta a la de los coches.


Un mol es la masa de 6,022.1023 moléculas. Este número se conoce como número de Avogadro.

NA = 602.200.000.000.000.000.000.000 moléculas

 

Todos los moles tienen el mismo número de moléculas , pero no la misma masa porque todas las moléculas no son iguales.

Ej: 1 mol de agua tiene 6,022.1023 moléculas.

1 mol de hidrógeno tiene 6,022.1023 moléculas.

1 mol de agua no tiene la misma masa que un mol de hidrógeno, porque la masa de una molécula de agua es distinta a la masa de una molécula de hidrógeno.


 

La masa de un átomo coincide numéricamente con la masa de un mol de ese átomo expresado en gramos. Masa molecular (M) es la masa de un mol expresada en gramos.
 


Masa de un átomo o molécula

Masa de un mol (6,022.1023 moléculas)= Masa molecular =M

C

12 u

12 g

N

14 u

14 g

H

1 u

1 g

O

16 u

16 g

H2O

1 + 1 + 16 = 18 u

18 g

NH3

1 +1 +1 + 14 = 17 u

17 g


Para pasar los moles a los gamos se suele usar la siguiente expresión:


n= nº de moles

m = masa expresada en gramos.

M = masa molecular ( masa de un mol ) expresada en g/mol

Vídeo de YouTube


LEYES DE LA QUÍMICA.


La Química tiene dos grandes leyes:

           Ley de la Conservación de la masa ( Lavoisier). En un sistema cerrado, la masa de los reactivos es igual a la masa de los productos.       

            Ley de la proporción constante ( Proust). Los rectivos reaccionan siempre en la misma proporción.


        Se comprueba experimentalmente que 12 g de carbono reacionan con 32 g de oxígeno y producen 44 d de dióxido ( se conserva la masa). Si utilizo 24g de carbono, el doble, necesito el doble de oxígeno y produzco el doble de dióxido ( Proporción constante ).

AJUSTE DE REACCIONES QUÍMICAS.

        Para realizar cálculos las reacciones se escriben con los simbolos de los reactivos y los de los productos. Para que se cumplan las dos leyes de la química ( conservación de la masa, proprociones constantes) , es necesario poner números delante de cada simbolo hasta que existan el mismo número de átomos en los reactivos y en los productos, este proceso se llama ajuste de una reacción.



AJUSTE DE REACCIONES QUÍMICAS


VELOCIDAD DE LAS REACCIONES QUÍMICAS.


Además de la masa y la energía, también es importante saber el tiempo que tarda en producirse, es decir su velocidad, unas veces me interesa que vaya rápido ( producción industrial, más rápido más dinero), y otras veces me interesa que vaya lento ( conservación de alimentos ).

Para que se produzca una reacción química, deben chocar las moléculas de reactivos, todo lo que favorezca los choques, favorecerá la velocidad de reacción. La velocidad de una reacción química dependerá de los siguientes factores:


a) Temperatura. A mayor temperatura mayor velocidad, debido a que las moléculas se mueven más rápido y chocan más fuerte.

Vídeo de YouTube


b) Superficie de contacto. A mayor superficie de contacto mayor velocidad, debido a que chocan un mayor número de moléculas. Por eso la velocidad es más grande cuando los reactivos están divididos o disueltos.


c) Concentración de reactivo. A mayor concentración mayor velocidad, ya que hay un mayor número de moléculas para chocar.


d) Catalizadores. Son sustancias químicas que aceleran la velocidad de las reacciones químicas, pero NO intervienen en las mismas. En general, basta con una pequeña cantidad de catalizador para acelerar la reacción química de una gran cantidad de sustancia.


e) Presión. ( Solo para gases ). A mayor presión, mayor velocidad, ya que aumenta el número de choques de los reactivos.



ESTEQUIOMETRÍA.

 

Para realizar cálculos en una reacción química es recomendable realizar los siguientes pasos:

        a) Escribir y ajustar la reacción química.

        b) Escribir debajo de cada sustancia los datos que nos dan.

        c) Convertir esos datos en moles.

        d) Realizar los cálculos en moles.

        e) Convertir los resultados en moles a las unidades que me pidan ( L, g, etc..)


Este proceso no es obligatorio, pero suele simplificar mucho los cálculos.

Los cálculos de una reacción química se pueden realizar en gramos, en moles o en unidades de volumen ( siempre que reactivos y productos se midan en las mismas condiciones de presión y de temperatura).


AMPLIACIÓN. Medida del pH.


Existen tres procedimientos para medir el pH:

a) Indicadores. Son sustancias que tienen un color en medio, ácido, y otro color distinto en medio básico. Cambian de color a un determinado pH. NO me indican el pH de una forma precisa, solo me dicen si el medio es ácido o básico. Se usan para saber cuando acaba una reacción de valoración ( neutralización ácido – base ). En la siguiente tabla se encuentran los más habituales.


INDICADOR

Color a pH inferior

Intervalo viraje

Color a pH superior

Azul de timol

Rojo

1,2 – 2,8

Amarillo

Azul de bromofenol

Amarillo

3,0 – 4,6

Azul

Anaranjado de metilo

Anaranjado

3,1 – 4,4

Amarillo

Rojo de metilo

Rojo

4,2 – 6,3

Amarillo

Azul de clorofenol

Amarillo

4,8 – 6,4

Rojo

Azul de bromotimol

Amarillo

6,0 –8,0

Azul

Rojo neutro

Rojo

6,8 – 8,0

Amarillo

Azul de timol

Amarillo

8,0 – 9,6

Azul

Fenolftaleina

Incoloro

8,3 –10,0

Rojo

Amarillo de alizarina

Amarillo

10,1 – 12,0

Rojo


b) Papel indicador. Es un papel impregnado en diferentes indicadores, permite medir de una forma aproximada el pH de una disolución, introduciendo un trocito de papel, éste muestra un color determinado desde el rojo al azul, según sea muy ácida o muy básica.


Rojo

Rosa

Naranja

Verde

Azul

Muy ácido

Ácido

Neutro

Básico

Muy básico



c) Peachímetro. Es un aparato muy preciso. Consiste en un electrodo, que se introduce en la disolución indicándome el pH. Es un método más caro que los anteriores, y más complicado, ya que el instrumento necesita un mantenimiento adecuado.


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