Tema 5. reacciones químicas
1. Reacciones químicas
Una reacción química es el proceso mediante el cual algunas sustancias, llamadas reactivos, se convierten en sustancias nuevas, llamadas productos.
Una ecuación química es la representación de una reacción química. En ellas se escriben a la izquierda los reactivos separados entre sí mediante signos de "+", y a la derecha los productos, también separados por "+". Reactivos y productos se separan mediante una flecha (→).
Esta ecuación se lee de la siguiente forma: el metano reacciona con el oxígeno (reactivos) y produce dióxido de carbono y vapor de agua (productos).
Todas las reacciones químicas presentan las siguientes características:
Los átomos permanecen, ni se forman átomos nuevos ni desaparecen.
Los átomos únicamente se reordenan a partir de los reactivos para formar los productos.
Hay intercambio de energía.
Se manifiestan de diferentes maneras:
5.1 | Describe las siguientes reacciones, identifica reactivos y productos y cuenta el número de átomos implicados en cada uno de ellos.
a) 2 O3 → 3 O2
b) 2 CO2 → 2 CO + O2
c) N2 + 3 H2 → 2 NH3
d) CO2 + H2 → CO + H2O
e) 2 NOCl → 2 NO + Cl2
f) H2 + I2 → 2 HI
g) 2 NO → N2 + O2
h) PCl5 → PCl3 + Cl2
5.2 | Los siguientes procesos describen reacciones químicas. Identifica qué sustancias son los reactivos y cuáles los productos. Escribe la ecuación química que representa cada reacción usando las fórmulas químicas dadas y cuenta el número de átomos involucrados en cada reacción:
a) Dos átomos de plata reaccionan con un átomo de azufre para producir una molécula de sulfuro de plata (Ag2S).
b) En la oxidación del hierro, cuatro átomos de hierro reaccionan tres moléculas de oxígeno (O2) para producir dos moléculas de trióxido de dihierro (Fe2O3).
c) En la combustión del metano, una molécula de metano (CH4) se combina con dos moléculas de oxígeno (O2) para producir una molécula de dióxido de carbono (CO2) y dos moléculas de vapor de agua (H2O).
d) Una molécula de hidróxido de calcio (Ca(OH)2) neutraliza en el estómago dos moléculas de ácido clorhídrico (HCl) para producir una molécula de cloruro de calcio (CaCl2) y dos moléculas de agua líquida (H2O).
e) En la producción de vino a partir de uvas, una molécula de glucosa (C6H12O6) fermenta para producir dos moléculas de alcohol etílico (C2H5OH) y dos moléculas de dióxido de carbono (CO2).
f) Una molécula de alcohol (C2H5OH) más una molécula de oxígeno (O2) da lugar a una molécula de vinagre (HC2H3O2) y otra de agua. (H2O).
g) En la hidrólísis del agua a partir de dos moléculas de agua (H2O), se forman burbujas, que corresponden a dos moléculas de hidrógeno (H2) y una molécula de (O2).
2. Ley de conservación de la masa
La ley de la conservación de la masa dice que en una reacción química, la masa de los reactivos es igual a la masa de los productos de la reacción.
5.3 | Completa los datos que faltan usando la ley de conservación de la masa:
a) 23 g Na + 35,5 g Cl2 → ¿? NaCl
b) 56 g CaO + ¿? H2O → 74 g Ca(OH)2
c) 180 g C6H12O6 + 192 g O2 → ¿? CO2 + 108 g H2O
d) 24,3 g Mg + 16g O2 → ¿? MgO
e) 269 g Pb(NO3)2 + 332 g KI → 202 g KNO3 + ¿? PbI2
f) ¿? NaClO3 → 58,5 g NaCl + 48 g O2
g) 73 g HCl + 16 g O2 → ¿? Cl2 + 18 g H2O
h) 4 g H2 + ¿? O2 → 18 g H2O
i) 73 g HCl + 80 g NaOH → ¿? NaCl + 36 g H2O
j) 108 g N2O5 + 18 g H2O → ¿? HNO3
5.4 | Comprueba la ley de conservación de la masa en el laboratorio siguiendo el guion que aparece a continuación.
@JGilMunoz_2324_PRÁCTICA_Ley de conservación de la masa.pdf3. Ajuste de ecuaciones químicas
Todas las reacciones químicas deben cumplir la ley de conservación de la masa. Para ello, tiene que haber el mismo número de átomos de cada tipo a ambos lados de la igualdad. Esto se consigue ajustando la reacción, es decir, añadiendo delante de cada fórmula un número llamado coeficiente estequiométrico.
5.5 | Ajusta las siguientes ecuaciones químicas:
a) N2 + H2 → NH3
b) H2 + Cl2 → HCl
c) HCl + Zn → ZnCl2 + H2
d) SO2 + O2 → SO3
e) C3H8 + O2 → CO2 + H2O
f) Mg + O2 → MgO
g) NaOH + HCl → NaCl + H2O
h) CH4 + O2 → CO2 + H2O
i) FeO + O2 → Fe2O3
4. Teoría de las colisiones
La teoría de las colisiones establece que para que se produzca una reacción química entre dos sustancias se debe producir una colisión eficaz entre sus partículas. Para ello, se deben cumplir estas dos condiciones:
Las moléculas de los reactivos deben tener la energía adecuada para que en el choque se produzca la ruptura de los enlaces en las moléculas de los reactivos y la posterior formación de enlaces nuevos en las moléculas de los productos.
Las moléculas de los reactivos deben colisionar con la orientación adecuada para que la reacción se produzca.
5.6 | Realiza algunas reacciones químicas en el laboratorio siguiendo el guion que aparece a continuación.
@JGilMunoz_2324_PRÁCTICA_Reacciones químicas_Lluvia Dorada y Árbol de Cobre.pdf5. Velocidad de las reacciones químicas
Se denomina velocidad de una reacción química a la rapidez con la que los reactivos se transforman en los productos. Entre los factores que influyen en la velocidad de una reacción química se encuentran:
Temperatura
Según la Teoría Cinético-Molecular (TCM), las partículas tienen más velocidad a más temperatura, así que el choque entre moléculas será más probable. Por lo tanto, a mayor temperatura, mayor velocidad de reacción.
Concentración
En una disolución concentrada habrá más probabilidad de que los reactivos entren en contacto para dar lugar a los productos. Por lo tanto, a mayor concentración, mayor velocidad de reacción.
Grado de división
Cuando un reactivo sólido está finamente dividido, hay más superficie donde pueden chocar las moléculas del otro reactivo, por lo que la reacción es más rápida. Por lo tanto, a mayor grado de división, mayor velocidad de reacción.
Uso de catalizadores
Los catalizadores son sustancias que permiten controlar la velocidad de reacción, pero no son reactivos, es decir, su papel implica acelerar o frenar la velocidad de la reacción, pero no intervenir en la formación de nuevas sustancias.
