Esquema para aprender que son las reaccones quimicas

1. TEMA 6
1. CAMBIOS FISICOS
2. CAMBIOS QUIMICOS
3. REACCIONES QUIMICAS
4. TIPOS DE REACCIONES QUIMICAS
5. CARACTERISTICAS DE LAS REACCIONES QUIMICAS
6. ECUACIONES QUIMICAS
7. CALCULOS ESTEQUIOMETRICOS
8. ACTIVIDADES
1. LOS CAMBIOS EN LA MATERIA
La materia puede sufrir cambios mediante diversos procesos. No obstante,
todos esos cambios se pueden agrupar en dos tipos: cambios físicos y
cambios químicos.
En estos cambios no se producen modificaciones en la naturaleza de la
sustancia o sustancias que intervienen. Ejemplos de este tipo de cambios son:
• Cambios de estado.
• Mezclas.
• Disoluciones.
• Separación de sustancias en mezclas o disoluciones.
2. CAMBIOS QUIMICOS
En este caso, los cambios si alteran la naturaleza de las sustancias:
desaparecen unas y aparecen otras con propiedades muy distintas. No es
posible volver atrás como por un procedimiento físico (calentamiento o
enfriamiento, filtrado, evaporación, etc.).
Un ejemplo es el gas ciudad (C4H10) que llega a nuestras casas. Al quemarse,
con ayuda del O2, se convierte en dos sustancias diferentes CO2 y H2O.
Todo el proceso que se lleva a cabo esta regido por una ecuación que se
denomina ecuación química.
3. REACCIONES QUIMICAS
Una reacción química es un proceso por el cual una o más sustancias,
llamadas reactivos, se transforman en otra u otras sustancias con propiedades
diferentes, llamadas productos.
En una reacción química, los enlaces entre los átomos que forman los reactivos
se rompen. Entonces, los átomos se reorganizan de otro modo, formando
nuevos enlaces y dando lugar a una o más sustancias diferentes a las iniciales.
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2. A. La o las sustancias nuevas que se forman suelen presentar un aspecto
totalmente diferente del que tenían las sustancias de partida.
B. Durante la reacción se desprende o se absorbe energía:
 Reacción exotérmica: se desprende energía en el curso de la
reacción.
 Reacción endotérmica: se absorbe energía durante el curso de
la reacción.
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3. C. Se cumple la ley de conservación de la masa (Ley Lavoisier): la suma
de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los
productos. Esto es así porque durante la reacción los átomos ni
aparecen ni desaparecen, sólo se reordenan en una disposición distinta.
4. TIPOS DE REACCIONES QUIMICAS
Existen una gran variedad de reacciones, pero todas ellas tienen al menos un
reactivo y un producto. La masa se conserva y han de generar o necesitar calor
para llevarse a cabo. Veamos algunos ejemplos:
• Reacciones de adición o síntesis:
Cuando dos o más sustancias se unen para formar una más compleja o de
mayor masa molecular:
• Reacciones de descomposición:
Cuando una sustancia compleja por acción de diferentes factores, se
descompone en otras más sencillas:
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4. Cuando las descompone el calor, se llaman también de disociación térmica.
• Reacciones de simple sustitución:
Denominadas también de simple desplazamiento cuando una sustancia simple
reacciona con otra compuesta, reemplazando a uno de sus componentes.
• Reacciones de doble sustitución:
También se denominan de doble desplazamiento o metátesis y ocurren cuando
hay intercambio de elementos entre dos compuestos diferentes y de esta
manera originan nuevas sustancias. Se presentan cuando las sustancias
reaccionantes están en estado iónico por encontrarse en solución,
combinándose entre sí sus iones con mucha facilidad, para formar sustancias
que permanecen estables en el medio reaccionante:
• Reacciones Reversibles:
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5. Cuando los productos de una reacción pueden volver a reaccionar entre sí,
para generar los reactivos iniciales. También se puede decir que se realiza en
ambos sentidos.
• Reacciones Irreversibles:
Cuando los productos permanecen estables y no dan lugar a que se formen los
reactivos iniciales.
5. ECUACIONES QUIMICAS
Una reacción química se representa mediante una ecuación química. Para
leer o escribir una ecuación química, se deben seguir las siguientes reglas:
• Las fórmulas de los reactivos se escriben a la izquierda, y las de los
productos a la derecha, separadas ambas por una flecha que indica el
sentido de la reacción.
• A cada lado de la reacción, es decir, a la derecha y a la izquierda de la
flecha, debe existir el mismo número de átomos de cada elemento. Ya
que las transformaciones se rigen por la ley de conservación de la masa:
Los átomos ni se crean ni se destruyen durante una reacción química.
2H2 + O2 2H2O
4H + 2O 4H + 2O
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6. Cuando una ecuación química cumple esta segunda regla, se dice que está
ajustada o equilibrada. Para equilibrar las reacciones químicas, se escribe
delante de las fórmulas unos números llamados coeficientes, que indican el
número relativo de átomos y moléculas que intervienen en la reacción. Cuando
el coeficiente es el numero 1, este se omite y no se escribe.
Nota: estos coeficientes situados delante de las fórmulas, son los únicos
números en la ecuación que se pueden cambiar, mientras que los números que
aparecen dentro de las fórmulas son intocables, pues un cambio en ellos
significa un cambio de sustancia que reacciona y, por tanto, se trataría de una
reacción distinta.
Si se quiere o necesita indicar el estado en que se encuentran las sustancias
que intervienen o si se encuentran en disolución, se puede hacer añadiendo los
siguientes símbolos detrás de la fórmula química correspondiente:
• (s) = sólido.
• (l) = líquido.
• (g) = gas.
Pasos que son necesarios para escribir una reacción ajustada:
1) Se determina cuales son los reactivos y los productos.
2) Se escribe una ecuación no ajustada usando las fórmulas de los reactivos y
de los productos.
3) Se ajusta la reacción determinando los coeficientes que nos dan números
iguales de cada tipo de átomo en cada lado de la flecha de reacción,
generalmente números enteros.
Ejemplo:
Consideremos la reacción de combustión del metano gaseoso (CH4) en aire.
● Paso 1:
Sabemos que en esta reacción se consume (O2) y produce agua (H2O) y
dióxido de carbono (CO2).
Luego:
Los reactivos son CH4 y O2
Los productos son H2O y CO2
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7. ● Paso 2:
La ecuación química sin ajustar será:
● Paso 3:
Ahora contamos los átomos de cada reactivo y de cada producto y los
sumamos:
Reactivos Productos
CH4 + O2 H2O + CO2
átomos de C:1 = átomos de C:1
átomos de H:4 ≠ átomos de H:2
átomos de O:2 ≠ átomos de O:3
Escribimos un 2 delante del H2O
Reactivos Productos
CH4 + O2 2H2O + CO2
átomos de C:1 = átomos de C:1
átomos de H:4 = átomos de H:4
átomos de O:2 ≠ átomos de O:4
Escribimos un 2 delante del O2
Reactivos Productos
CH4 + 2O2 H2O + CO2
átomos de C:1 = átomos de C:1
átomos de H:4 = átomos de H:4
átomos de O:4 = átomos de O:4
Entonces, una molécula de metano (CH4) reacciona con dos moléculas de
oxígeno (O2) para producir dos moléculas agua (H2O) y una molécula de
dióxido de carbono (CO2).
6. CALCULOS ESTEQUIOMETRICOS
Las ecuaciones químicas permiten calcular, a partir de una cantidad
determinada de alguno de los reactivos y productos que intervienen en una
reacción, la cantidad necesaria del resto de los componentes de la misma.
Para poder realizar todos estos cálculos necesitamos la siguiente relación:
masa(g )
n º moles =
Pesomolecular
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8. Siendo la masa (g) la cantidad de materia pesada, el nº moles (moles) la
cantidad de sustancia y el Pesomolecular el peso de cada molécula o compuesto.
El Pesomolecular del compuesto C4H10 es la suma de lo que pesa cada átomo que
posee. Esta molécula tiene 4 átomos de C y 10 átomos de H, luego el peso
Pesomolecular será igual a 4*12+10*1=58
Ejemplo 1
En la ecuación ajustada siguiente:
La producción de dos moles de agua requieren el consumo de 2 moles de H 2 y
un mol de O2.
Por lo tanto, en esta reacción tenemos que: "2 moles de H2, 1 mol de O2 y 2
moles de H2O" son cantidades estequiométricamente equivalentes.
Estas relaciones estequiométricas, derivadas de las ecuaciones ajustadas,
pueden usarse para determinar las cantidades esperadas de productos para
una cantidad dada de reactivos.
¿Cuántos moles de H2O se producirán en una reacción donde tenemos 1,57
moles de O2, suponiendo que tenemos hidrógeno de sobra?
Ejemplo 2
En la siguiente ecuación ajustada
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9. CH4 + 2O2 2H2O + CO2
En moles 1 mol Reacciona 2 moles Para dar 2 moles y 1 mol
Pmolecular=1*Pc+4*PH Pmolecular=2*PO Pmolecular=2*PH+1*PO Pmolecular=1*Pc+2*PO
Calculo Pmolecular
Pmolecular=1*12+4*1 Pmolecular=2*16 Pmolecular=2*1+1*16 Pmolecular=1*12+2*16
m=nº*Pmolecular m=1*16 m=2*32 m=2*18 m=1*44
En gramos 16 g reacionan 64 g para dar 36 g y 44 g
¿Cuantos moles de H2O se obtienen con 32 g de CH4?
De la ecuación ajustada se obtiene la siguiente relación: Si 16 g CH4 dan 36 g de H2O, con 32 g de CH4 se obtendrán x g de H2O
32gCH 4 * 36gH2O masa 72
x= x=72 g de H2O Como nos piden moles aplicamos la formula n º moles = = = 4 moles
16gCH 4 Pmolecular 18
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10. 7. ACTIVIDADES
1. Al hacer reaccionar aluminio con yodo se obtiene triyoduro de aluminio.
Al+I → I3Al. Calcula la masa de este producto que se obtendrá a partir
de 25 g de yodo.
2. Calcula los moles de O2 que se necesita para quemar completamente 56
g de metano (CH4), en las mismas condiciones. CH4+O2 → CO2 +H2O
3. La combustión de butano (C4H10), en presencia de oxígeno produce CO2
y agua (H2O). Calcula la masa de butano que debe quemarse para
producir 145 g de CO2
4. Calcula la masa de ácido clorhídrico (HCl) necesaria para reaccionar
totalmente con 40 g de cinc (Zn). HCl + Zn → ZnCl2 + H2
5. Una muestra de 4 g de Zn se trata con 100 mg de HCl. ¿Reaccionará
todo el Zn?
6. La tostación del sulfuro de plomo(II) con oxígeno produce óxido de
plomo(II) y dióxido de azufre gaseoso.
PbS + O2 → PbO + SO2 Calcula la cantidad de PbO que podemos
obtener a partir de 500 g de PbS. Cuantos moles de O2 se necesitaran.
7. Una mezcla de 100 kg de CS2 y 200 kg de Cl 2 se pasa a través de un
tubo de reacción y calentando se produce la reacción: CS2 + 3 Cl2 →
CCl4 + S2Cl2
a. Se gastaran todos los reactivos.
b. Cuantos moles de CCl4 se producen.
c. El peso de S2Cl2 que se obtendrá.
8. En la reacción del carbonato de calcio (CaCO 3) con ácido clorhídrico
(HCl) se generan CaCl2 y H2O.
a. ¿Qué cantidad de caliza se necesitará para obtener 250 kg de
cloruro de calcio (CaCl2)?.
b. Cuanto acido se gastara en la obtención de los 250 Kg de
cloruro calcico
9. El aluminio Al reacciona con el ácido clorhídrico HCl, dando cloruro de
aluminio AlCl3 e hidrogeno H2. Al+HCl→AlCl3+H2 Se hacen reaccionar 90
g de una muestra de aluminio de 80 % de pureza con ácido clorhídrico.
Calcular: La masa de acido para reaccionar con 100 g
10. La calcinación del carbonato de bario produce óxido de bario y dióxido
de carbono. BaCO3→BaO+CO2 Calcular los moles de oxido de bario y
dióxido de carbono que se producen con 1 Kg de Carbonato de bario
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11. 11. Se hace reaccionar carbonato cálcico con una disolución de ácido
nítrico, obteniéndose como productos de reacción dióxido de carbono y
agua.
12. Una muestra comercial de 0,712 g de carburo cálcico (CaC2), ha sido
utilizada en la producción de acetileno, mediante su reacción con exceso
de agua, según : CaC2 + 2 H2O →Ca(OH)2 + C2H2
Calcula:
a. Gramos de acetileno producidos.
b. Gramos de carburo cálcico que han reaccionado.
c. Moles de agua que se han necesitado
LISTADO DE PESOS ATOMICOS DE LOS ELEMENTOS
H=1 Ca=40 C=12 O=16 Ba=137 Al=27
Cl=35 S=32 Pb=200 Zn=65 I=127
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