LAS REACCIONES QUÍMICAS UNIDAD 4

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.

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.

1. LOS CAMBIOS EN LA NATURALEZA

� En una reacción química siempre se puede distinguir entre las sustancias presentesantes de cambio y las que se producen como resultado de este.

Reactivos: sustancias puras que se combinan entre sí, dando lugar a lareacción química.

Productos: sustancias que se han formado como resultado de lacombinación de los reactivos en la reacción química.

� Unas sustancias iniciales llamadas Reactivos, se transforman es otras distintas, denominadas Productos.

1. LOS CAMBIOS EN LA NATURALEZA

� Una reacción química suele ir acompañada por alguna de estas manifestaciones.

1. LOS CAMBIOS EN LA NATURALEZA

Las reacciones químicas se caracterizan por los siguientes aspectos:

� Existe un intercambio de energía mientras ocurre: algunas reacciones químicasrequieren de un aporte de energía, mientras que otras desprenden grancantidad de energía, como por ejemplo las combustiones.

� La mayoría de las reacciones químicas son irreversibles, es decir, los productosa los que han dado los reactivos no se recombinan para volver a formarlos;aunque en algunas reacciones en las que esto sí es posibles (reaccionesreversibles).

� Los estados de agregación de las reactivos y productos no tienen por qué seriguales. Por ejemplo, en una reacción ente un sólido y un líquido se puedeformar una sustancia gaseosa.

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 losreactivos chocan entre sí con la suficiente energía como para que se rompanlos enlaces que mantienen unidos a los átomos de los reactivos.

2.2 VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA

2.3 ECUACIONES QUÍMICAS

� Contienen la información sobre las sustancias que reaccionan y las que se formancomo resultado de la reacción química que representan. Esta información escualitativa y cuantitativa.

� Una ecuación química es la representación simbólica de una reacción química entérminos de fórmulas químicas. Consta de:

� Dos miembros conectados por una flecha que indica el sentido en que seproduce la reacción. A la izquierda de la flecha aparecen los reactivos y a laderecha los productos.

� Los números que aparecen delante de la fórmula química de la sustancia sedenominan coeficientes estequiométricos, e indican el número de moléculas o lacantidad de sustancia de cada sustancia que interviene en la reacción.

� Información sobre el estado de agregación de las sustancias; se utilizanabreviaturas entre paréntesis detrás de cada fórmula química (sólido s, líquido l,gas g, en disolución acuosa aq). Esta información no se da en todas lasocasiones.

2.3 ECUACIONES QUÍMICAS

Un reacción química es un reordenación de los átomos de los elementos químicos queformaban los reactivos, de forma que se unan de forma diferente para dar lugar a losproductos. El número de átomos de cada elemento químico es el mismo en reactivos yproductos.

2.3 ECUACIONES QUÍMICAS

• AJUSTE DE ECUACIONES QUÍMICAS

Consiste en indicar los valores de los coeficientes estequiométricos para quehaya el mismo número de átomos de cada elemento antes y después de queocurra la reacción.

2.3 ECUACIONES QUÍMICAS

• MÉTODO PARA AJUSTAR UNA REACCIÓN QUÍMICA

1. Escribir las fórmulas de reactivos y productos y contar el número de átomos decada elemento a ambos lados de la flecha.

2 átomos de C 1 átomo de C6 átomos de H 2 átomos de H3 átomos de O 3 átomos de O

2. Elegir en primer lugar los coeficientes estequiométricos de los compuestos, y despuésse ajustan los coeficientes de las sustancias elementales.

3. Comprobar que el número de átomos de cada elemento es el mismo en los reactivosy en los productos.

VER EJERCICIO LIBRO pág. 113

Hay que evitar poner coeficientes que sean números fraccionarios.

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 losproductos.

•¿Qué ocurre en una Reacción Química?Los átomos se agrupan de distinto modo.

3. CANTIDAD DE SUSTANCIA Y REACCIONES QUÍMICAS

3.1 CONCEPTO DE MOL Y NÚMERO DE AVOGADRO

3.1 CONCEPTO DE MOL Y NÚMERO DE AVOGADRO

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 quereaccionan las sustancias.

3.1 CONCEPTO DE MOL Y NÚMERO DE AVOGADRO

¿Qué indica una Reacción Química ajustada?

Si en vez de una molécula, pensamos en 6,023 · 1023 moléculas (NA = número de Avogadro), es decir en un mol de moléculas:

3.2 CÁLCULO DE MASAS EN REACCIONES QUÍMICAS

La masa molar de una sustancia (M) es la masa, expresada en gramos, de 1 molde dicha sustancia. Por tanto, su unidad es el g/mol.

El valor numérico de la masa molar de una sustancia coincide con el que tienela masa atómica o la masa molecular, o la masa de la unidad fórmula.

3.2 CÁLCULO DE MASAS EN REACCIONES QUÍMICAS

EJEMPLO:

El amoniaco, NH3, reacciona con el oxígeno O2, para dar óxido nítrico, NO, y agua.

Cálculo de la masa de agua que se podrá obtener a partir de 60 g de amoniaco ycomprobación 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:

NH3 + O2 → NO + H2O

1 átomo de N 1 átomo de N3 átomos de H 2 átomos de H2 átomos de O 2 átomos de O

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 3en los reactivos y 2 en los productos, luego hay que ajustar:

2 NH3 + O2 → NO + 3 H2O

2. El nitrógeno ha dejado de estar ajustado, porque hay 2 átomos en los reactivos y 1 en los productos;hay que ajustar:

2 NH3 + O2 → 2 NO + 3 H2O

3. Ya están ajustados H y N, por lo que hay que ajustar el O. En los productos hay y átomos de O, asíque para tener ese número en los reactivos, tenemos que poner 5/2 al O2. Como no es posible tenermedia molécula, hay que multiplicar por 2 todos los coeficientes, para que todos sean números enteros.

4 NH3 + 5 O2 → 4 NO + 6 H2O

4. SELECCIONAR SUSTANCIAS PURAS QUE PARTICIPAN EN LA REACCIÓN:

Sustancia dato: amoniaco

Sustancia incógnita: agua

5. ESCRIBIR EN FORMA DE PROPORCIÓN MOLAR LAS CANTIDADES QUÉINDICA LA ECUACIÓN QUÍMICA:

�������

������� →

�������

�������

6. CALCULAR LAS MASAS DE LAS SUSTANCIAS QUE APARECEN, EN LAPROPORCIÓN MOLAR ANTERIOR:

M (NH3) = 17,0 g/mol → m (2 mol de NH3) = 34,0 g

M (H2O) = 18,0 g/mol → m (3 mol de H2O) = 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 H2O

9. PARA COMPROBAR QUE SE CUMPLE LA LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MASA:

1. Calcular las masas molares de los reactivos y productos a partir de las masas molares de loselementos:

MN = 14 g/mol MH = 1 g/mol MO = 16 g/mol

MNH3 = 17 g/mol MO2 = 32 g/mol

MNO = 30 g/mol MH2O = 18 g/mol

2. Calcular las masas que corresponden a cada sustancia en la reacción ajustada:

4 NH3 + 5 O2 → 4 NO + 6 H2O

4 mol de NH3· 17 g/mol = 68 g de NH3

5 mol de O2 · 32 g/mol = 160 g de O2

4 mol de NO · 30 g/mol = 120 g de NO

6 mol de H2O · 18 g/mol = 108 g de H2O

3. Verificar que se cumple la ley:

68 g + 160 g = 120 g + 108 g = 228 g