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FÍSICA Y QUÍMICA 2º DE ESO IES EL PARADOR
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TEMA 5
LAS REACCIONES QUÍMICAS
A1. Indica cuáles de los siguientes cambios son físicos y cuáles son químicos.
a) Nos fumamos un cigarro:
b) Congelamos agua:
c) Asamos un filete:
d) Hacemos la digestión:
e) La fotosíntesis:
f) Batimos leche, plátano y galletas:
g) La formación de escarcha:
h) Una naranja se pudre con el tiempo:
i) Disolvemos sal en agua:
j) Quemamos butano:
Si recuerdas, ya estudiamos que la materia
puede experimentar dos tipos de cambios.
Por un lado están los cambios físicos, que
son aquellos en los que las sustancias
siguen siendo las mismas antes y después
del cambio. Además, en los cambios
físicos las moléculas siguen siendo las
mismas antes y después del cambio.
Ejemplos de cambios físicos son los
cambios de estado, la dilatación y la
contracción, etc. John Dalton
(1766-1844)
Sin embargo, la materia puede experimentar otro tipo de cambios en los que sí que
desaparecen unas sustancias y en su lugar aparecen sustancias nuevas. Por ejemplo,
cuando freímos un huevo, cuando quemamos un papel, cuando echamos una
pastillas efervescente en agua, etc. Nos damos cuenta que aparecen sustancias
nuevas porque presentan propiedades diferentes: al freír un huevo la clara pasa de
ser líquida y transparente a ser blanca y sólida; el papel desaparece al quemarse y
aparece humo y cenizas; cuando la pastilla efervescente cae en el agua aparece un
gas que no había antes.
A este tipo de cambio lo llamamos cambios químicos. En ellos desaparecen unas
sustancias y en su lugar aparecen otras nuevas. Por lo tanto, también desaparecen
un tipo de moléculas y aparecen otras nuevas en su lugar.
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A2. Escribe las ecuaciones químicas que corresponden a cada una de las siguientes reacciones
químicas:
a) El ácido clorhídrico (HCl) cuando está disuelto en agua reacciona con el cinc (Zn) para dar
como resultado cloruro de cinc (ZnCl2), que queda disuelto en el agua, e hidrógeno (H2)
gaseoso que se desprende.
Así, cuando se produce un cambio
químico es porque al chocar unas
moléculas con otras se rompen los
enlaces entre los átomos formándose
enlaces nuevos y dando lugar a
moléculas diferentes.
Pero ¡atención!: los átomos siguen
siendo los mismos antes y después del
cambio químico, sólo cambia la manera
en la que se combinan.
Recuerda también que para poder explicar
cómo es posible que desaparezcan unas
moléculas y aparezcan otras diferentes en los
cambios químicos, los científicos tuvimos que
crear una teoría que llamamos teoría
atómica.
Según esta teoría, las moléculas están
formadas por partículas más pequeñas
llamadas átomos. Los átomos que forman las
moléculas están fuertemente unidos entre sí.
Antoine de Lavoisier
(1743-1794)
Los químicos ideamos un lenguaje para escribir las reacciones
químicas. Escribimos ecuaciones químicas poniendo las sustancias
que desaparecen (reactivos) al principio de la ecuación y las
sustancias que aparecen nuevas (productos) al final de la ecuación.
Observa el ejemplo de la combustión del butano:
4 10 2 2 2C H O CO H O
Productos Reactivos
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b) El hidrógeno (H2) gaseoso, en contacto con el oxígeno (O2) gaseoso del aire, reaccionan
violentamente si aumentamos un poco la temperatura de esa mezcla, dando lugar a vapor de
agua (H2O). Esta es una reacción de combustión que desprende mucha energía, que es la
que aprovechan los cohetes para subir al espacio.
c) El butano (C4H10) es un gas que reacciona con el oxígeno (O2) gaseoso del aire dando lugar
a dióxido de carbono (CO2) gaseoso y a vapor de agua (H2O). Esta es también una reacción
de combustión que desprende mucha energía, que es la que aprovechamos para calentar
cosas. ¡¡El CO2 desprendido genera un problema medioambiental muy serio conocido
como AUMENTO DEL EFECTO INVERNADERO!!
d) El sulfato de cobre (CuSO4) es una sustancia sólida que al calentarse lo suficiente se
descompone dando lugar a óxido de cobre (CuO), que es un sólido blanco, y a trióxido de
azufre (SO3), que es un gas tóxico.
e) Otra manera de obtener trióxido de azufre (SO3) gaseoso es haciendo reaccionar azufre (S),
sustancia sólida a temperatura ambiente, con el oxígeno (O2) gaseoso del aire a alta
temperatura.
f) El trióxido de azufre (SO3), cuando llega a las nubes, reacciona con el vapor de agua (H2O)
que forma esas nubes y dan lugar a ácido sulfúrico (H2SO4) gaseoso, que acaba siendo
arrastrado por las gotas de lluvia confiriéndole a ésta cierto carácter ácido. ¡¡Este es un
problema medioambiental muy serio que se llama LLUVIA ÁCIDA!!
g) El ácido sulfúrico (H2SO4) reacciona con la piedra caliza de los monumentos (CaCO3)
haciéndola desaparecer para dar lugar a sulfato de calcio (CaSO4) y agua (H2O), que
forman una disolución, y también a dióxido de carbono (CO2) gaseoso.
h) El hierro (Fe) reacciona con el oxígeno (O2) gaseoso del aire dando lugar a monóxido de
hierro (FeO). Esta es una reacción de oxidación, que altera las propiedades de los metales.
i) Algunas sustancias de las industrias químicas como son los gases clorofluorocarbonados
(CFCs) favorecen la reacción entre las moléculas de ozono (O3) presentes en la capa de
ozono para transformarse en oxígeno (O2). ¡¡Este es un problema medioambiental muy
serio conocido como DESTRUCCIÓN DE LA CAPA DE OZONO!!
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AUMENTO DEL EFECTO
INVERNADERO
LLUVIA ÁCIDA DESTRUCCIÓN DE LA
CAPA DE OZONO
PROBLEMAS MEDIOAMBIENTALES
ASOCIADOS A LAS REACCIONES QUÍMICAS
Antoine de Lavoisier
(1743-1794)
En las reacciones químicas no aparecen ni desaparecen átomos, sino que sólo se
recombinan de manera diferente para formar nuevas moléculas. Por tanto, al
final de una reacción química debe de haber el mismo número de átomos de
cada tipo que al principio.
En consecuencia, la masa de todas las sustancias que desaparecen debe de ser la
misma que la masa de todas las sustancias que aparecen. De esto ya me di
cuenta yo en 1789, poco antes de que los revolucionarios franceses me cortaran
la cabeza en París con la guillotina. Los químicos de hoy llaman a esto:
“Principio de conservación de la masa en las reacciones químicas”
Para poner de manifiesto que al final de una reacción química debe de haber el
mismo número de átomos de cada tipo que al principio,
¡¡ ajustamos las ecuaciones químicas !!
4 2 2 22 2CH O CO H O
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A3. El ácido clorhídrico (HCl) disuelto en agua reacciona con el cinc (Zn) para dar como
resultado cloruro de cinc (ZnCl2), que queda disuelto en el agua, e hidrógeno (H2) gaseoso que
se desprende.
a) Escribe y ajusta la reacción química e indica la proporción entre las moléculas que
intervienen.
b) Calcula la proporción entre las masas de cada sustancia que interviene en la reacción.
Hazlo en unidades de masa atómica (u) y en gramos (g).
¡¡Comprueba que se cumple el principio de conservación de la masa!!
c) Mediante una regla de tres determina cuántos gramos de ácido clorhídrico (HCl)
reaccionarán con 3 g de cinc (Zn).
d) Determina también cuánto hidrógeno (H2) se desprenderá al reaccionar los 3 g de cinc (Zn).
A4. El hidrógeno (H2) gaseoso, en contacto con el oxígeno (O2)
gaseoso del aire, reaccionan violentamente si aumentamos un poco
la temperatura de esa mezcla, dando lugar a vapor de agua (H2O).
a) Escribe y ajusta la reacción química e indica la proporción
entre las moléculas que intervienen.
b) Calcula la proporción entre las masas de cada sustancia que interviene en la reacción.
Hazlo en unidades de masa atómica (u) y en gramos (g).
¡¡Comprueba que se cumple el principio de conservación de la masa!!
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c) Mediante una regla de tres determina cuántos gramos de oxígeno (O2) reaccionarán con 1 g
de hidrógeno (H2).
d) Determina también cuánta agua (H2O) se desprenderá al reaccionar 1 g de hidrógeno (H2).
¡¡Presta atención al vídeo sobre el cambio climático y cumplimenta la ficha 1 correspondiente a ese vídeo!!
Casi todas las reacciones de combustión que producimos para aprovechar la energía que
generan, desprenden grandes cantidades de CO2 a la atmósfera, y esta es la causa del
aumento del efecto invernadero.
El CO2 retiene la radiación solar y provoca un aumento de la temperatura del planeta. Esto se
conoce como efecto invernadero. El efecto invernadero natural es beneficioso pues gracias a
él la temperatura media de la Tierra es de 18ºC y permite la vida. El problema aparece desde
el momento en el que expulsamos grandes cantidades de CO2 por los tubos de escape de los
coches, por las chimeneas de las centrales eléctricas, de las fábricas, etc.
Sólo las plantas pueden retirar CO2 de la atmósfera cuando hacen la fotosíntesis, pero nos
estamos cargando los grandes bosques de la Tierra para hacer muebles, para que crezca la
hierba para el ganado, por culpa de los incendios forestales, etc.
Las consecuencias del efecto invernadero son muy graves: cambio climático, desaparición de
especies, fusión de los polos y aumento del nivel del mar, aumento de enfermedades
tropicales mortales por todo el planeta, aumento de las catástrofes naturales, etc.
Algunas soluciones para evitar la catástrofe son: reducir la combustión de combustibles
fósiles (carbón, gas natural y derivados del petróleo), usar más las energías renovables,
comprar objetos de bajo consumo, no malgastar la energía, usar el transporte público, etc.
AUMENTO DEL EFECTO
INVERNADERO
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A5. El butano (C4H10) es un gas que reacciona con el oxígeno (O2) gaseoso del
aire dando lugar a dióxido de carbono (CO2) gaseoso y a vapor de agua (H2O).
a) Escribe y ajusta la reacción química e indica la proporción entre las
moléculas que intervienen.
b) Calcula la proporción entre las masas de cada sustancia que interviene en la reacción.
Hazlo en unidades de masa atómica (u) y en gramos (g).
¡¡Comprueba que se cumple el principio de conservación de la masa!!
c) Mediante una regla de tres determina cuántos gramos de dióxido de carbono (CO2) se
desprenden cuando quemamos los 13 kg de butano (C4H10) que contiene una bombona.
d) Explica cómo afecta la combustión del butano al aumento del efecto invernadero.
e) Explica debajo de cada imagen la
consecuencia producida por el exceso de
efecto invernadero.
f) Indica alguna alternativa al butano para evitar este problema medioambiental.
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¡¡Presta atención al vídeo en inglés sobre la lluvia ácida, vuelve a verlo en casa y cumplimenta la ficha 2 correspondiente a ese vídeo!!
A6. El óxido de azufre (SO3) desprendido por
algunas fábricas, cuando llega a las nubes,
reacciona con el vapor de agua (H2O) que forma
esas nubes dando lugar a ácido sulfúrico
(H2SO4).
a) Escribe y ajusta la reacción química e indica
la proporción entre las moléculas que
intervienen.
LLUVIA ÁCIDA
Cuando quemamos gasolina en los coches, carbón en las centrales eléctricas, gas natural en
las calderas de los edificios, etc., también quemamos impurezas de nitrógeno y de azufre que
suelen acompañar a estos combustibles. De esta manera, se generan gases perjudiciales como
son los óxidos de azufre o de nitrógeno. Estos gases ascienden por la atmósfera hasta las
nubes y son la causa de que la lluvia sea un poco ácida.
Cuando estos óxidos de azufre o de nitrógeno reaccionan con el agua de las nubes se forman
sustancias ácidas como son el ácido sulfúrico o el ácido nítrico, y son arrastradas por las
gotas de lluvia cuando caen.
Las consecuencias de que la lluvia sea ácida en determinados lugares son varias: acidifica los
terrenos de cultivo dejándolos improductivos para la agricultura (imagina que riegas con
ácido una maceta); acidifica las aguas de los ríos y mares perjudicando a los animales
acuáticos (imagina que echas ácido en una pecera); además, cuando la lluvia ácida cae sobre el
mármol o la piedra caliza de los monumentos (catedrales, estatuas, edificios, etc.) la
deterioran rápidamente (a esto se le conoce como “mal de piedra”)
Una vez más, las soluciones están en nuestras manos. Si consumimos menos electricidad será
necesario quemar menos carbón en las centrales eléctricas, si usamos menos el coche
quemaremos menos impurezas con la gasolina, podemos usar más las energías renovables, etc.
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b) Calcula la proporción entre las masas de cada sustancia que interviene en la reacción.
Hazlo en unidades de masa atómica (u) y en gramos (g).
¡¡Comprueba que se cumple el principio de conservación de la masa!!
c) Mediante una regla de tres determina cuántos gramos de ácido sulfúrico (H2SO4) se
formarán cuando reaccionan 50 g de óxido de azufre (SO3).
d) Explica cómo contribuye a la lluvia ácida la presencia de óxido de azufre en la atmósfera.
e) Explica debajo de cada imagen la consecuencia producida por la lluvia ácida.
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¡¡Presta atención al vídeo sobre la destrucción de la capa de ozono y cumplimenta la ficha 3 correspondiente a ese vídeo!!
A7. Algunas sustancias de las industrias químicas como son los gases clorofluorocarbonados
(CFCs) favorecen la reacción entre las moléculas de ozono (O3) presentes en la capa de ozono
para transformarse en oxígeno (O2).
a) Escribe y ajusta la reacción química e indica la
proporción entre las moléculas que intervienen.
DESTRUCCIÓN DE LA
CAPA DE OZONO
Algunos aparatos de los que utilizamos con frecuencia, como las neveras o los sprays, hace
años se fabricaban con unas sustancias muy peligrosas para la capa de ozono. Esas sustancias
se llaman gases clorofluorocarbonados (CFCs) y eran la causa de que se estuviera
destruyendo la capa de ozono. Esos gases CFCs, al ascender por la atmósfera hasta la capa
de ozono destruían las moléculas de ozono que se transformaban en moléculas de oxígeno.
Como la capa de ozono nos protege de la radiación ultravioleta (rayos UVA) procedente del
Sol, su destrucción tendría consecuencias muy peligrosas. Se multiplicaría enormemente el
número de personas con cáncer de piel, pues la radiación ultravioleta es quien lo provoca.
Además, disminuiría mucho la cantidad de plancton marino y eso dejaría sin comida a muchos
animales marinos como las ballenas.
En este caso, en 1987, los países más contaminantes se pusieron de acuerdo para reducir las
emisiones de CFCs. Se inventaros sustancias alternativas que realizaban la misma función.
Ahora las neveras y los sprays se fabrican sin CFCs, y muchos productos (como el típex) que
antes utilizaban CFCs en su fabricación ya no los usan. De esta manera se ha conseguido que
la capa de ozono destruida se regenere y ese es un problema medioambiental resuelto.
Hay que pensar que, de la misma manera que se ha conseguido resolver este problema,
también puede hacerse con otros como el efecto invernadero o la lluvia ácida. Todo es
cuestión de proponérselo. Así pues, nuestros gobernantes actuales deben de tomar medidas
para corregir estos problemas. Pero mientras se ponen de acuerdo nosotros debemos tomar
la iniciativa. Los científicos saben que no hay tiempo. Así que debemos de ¡¡ACTUAR YA!!
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b) Calcula la proporción entre las masas de cada sustancia que interviene en la reacción.
Hazlo en unidades de masa atómica (u) y en gramos (g).
¡¡Comprueba que se cumple el principio de conservación de la masa!!
c) Mediante una regla de tres determina cuántos gramos de oxígeno (O2) se formarán cuando
reaccionan 100 g de ozono (O3).
d) Explica debajo de cada imagen la consecuencia que produciría la destrucción de la capa de
ozono.
FIN