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- 1. Introducción a lareacción química Introducción a la reacción química Diferencia entre fenómeno físico y químico FENÓMENOS FÍSICOSFENÓMENOS FÍSICOS FENÓMENOS QUÍMICOSFENÓMENOS QUÍMICOS •Las sustancias no cambian su naturaleza interna, solo la forma inicial •Al final de la reacción física seguimos teniendo la misma sustancia •REACTIVO REACTIVO •Las sustancias iniciales se transforman en otras muy diferentes tras la reacción química •REACTIVO PRODUCTO
- 2. Introducción a lareacción química Introducción a la reacción química FENÓMENOS FÍSICOSFENÓMENOS FÍSICOS FENÓMENOS QUÍMICOSFENÓMENOS QUÍMICOS OXIDACIÓN COMBUSTIÓN DEFORMACIÓN ROTURA CAMBIOS DE ESTADO
- 3. REACCIÓN QUÍMICA REACTIVOS PRODUCTOS Paraque ocurra una reacción química es necesario que se rompan enlaces en las moléculas originales y se formen enlaces nuevos Para que ocurra una reacción química es necesario que se rompan enlaces en las moléculas originales y se formen enlaces nuevos Introducción a la reacción química Introducción a la reacción química
- 4. ¿qué sucede duranteuna reacción química? •Rotura de enlaces •Reorganización de átomos •Formación de nuevos enlaces Introducción a la reacción química Introducción a la reacción química
- 5. Ejemplo: Reactivos Productos En lareacción: H2 + I2 → 2 HI •Se rompen un enlace H-H y un enlace I-I • Se forman dos enlaces H-I Introducción a la reacción química Introducción a la reacción química
- 6. Teoría de lascolisionesTeoría de las colisiones •Las partículas de los reactivos chocan entre sí y se rompen los enlaces. •Estos átomos libres se reorganizan y se unen formando las nuevas sustancias (productos). •Sólo las colisiones con la orientación adecuada y la energía suficiente para romper enlaces y formar enlaces nuevos darán lugar a los productos (choques eficaces).
- 7. Teoría de lascolisionesTeoría de las colisiones Conservación del número de átomos Conservación de la masaConservación del número de átomos Conservación de la masa
- 8. Tipos de reaccionesTiposde reacciones EndotérmicasEndotérmicasExotérmicasExotérmicas En el proceso global se desprende energíaEn el proceso global se desprende energía El proceso global necesita aporte de energíaEl proceso global necesita aporte de energía •ΔH > 0•ΔH < 0 Cl2 +H2 2 HCl 2 H2O H2 + O2
- 9. Tipos de reaccionesTiposde reacciones ExotérmicasExotérmicas En el proceso global se desprende energíaEn el proceso global se desprende energía •ΔH < 0 7HNO3 +3Mg =3Mg(NO3)2+ NH2OH +2H2O
- 10. Tipos de reaccionesTiposde reacciones EndotérmicasEndotérmicas El proceso global necesita aporte de energíaEl proceso global necesita aporte de energía •ΔH > 0 •Ejemplo: •Producción de Ozono O3 •3O2 2O3 ΔH > 0
- 11. CatalizadoresCatalizadores •Sustancias que aumentanla velocidad de reacción •Importancia biológica e industrial •No se consumen en la reacción •Sustancias que aumentan la velocidad de reacción •Importancia biológica e industrial •No se consumen en la reacción Ejemplo: Las enzimas
- 12. ¿De qué dependela velocidad de una reacción? ¿De qué depende la velocidad de una reacción? • Velocidad: rapidez con que los reactivos se transforman en productos TEMPERATURA Al la T la Ec de las partículas Es más fácil que choquen entre sí, Por tanto: T vRQ CONCENTRACIÓN Al la CONCENTRACIÓN de los reactivos Es más fácil que choquen entre sí, Por tanto: C vRQ
- 13. ¿De qué dependela velocidad de una reacción? ¿De qué depende la velocidad de una reacción? • Velocidad: rapidez con que los reactivos se transforman en productos GRADO DE DIVISIÓN DE PARTÍCULAS División Superficie de contacto nº de colisiones vRQ CATALIZADOR Catalizador positivo: vRQ Catalizador negativo vRQ
- 14. ¿De qué dependela velocidad de una reacción? ¿De qué depende la velocidad de una reacción? • Velocidad: rapidez con que los reactivos se transforman en productos • Con el tiempo, los alimentos sufren reacciones de descomposición y se pudren Estas reacciones son más rápidas en verano, cuando la temperatura es mayor •Cuando cocinamos un alimento, se produce una serie de reacciones químicas. La cocción es mucho más rápida si el alimento está en trozos pequeños
- 15. EjerciciosEjercicios •Explica, con lateoría cinético-molecular, el efecto que tendrá el aumento de la concentración de N2 sobre la velocidad de reacción sobre el proceso de obtención del amoniaco. •N2(g) + 3H2(g) 2NH3 (g) •Explica, con la teoría cinético-molecular, el efecto que tendrá el aumento de la temperatura sobre la velocidad de reacción en la combustión del metano CH4+ 2 O2 CO2+ 2H2O
- 16. EjerciciosEjercicios •¿Cambio físico oquímico? •Rotura de un metal •Formación de las nubes •Fusión de la cera de una vela •Disolución de agua en sal •Combustión de la gasolina en un motor coche •Oxidación de un metal
- 18. Completa el ajustede las siguientes ecuaciones químicas: a) C2H6O (l) + ___O2 (g) ___ CO2 (g) + ___ H2O (g) b) C7H16 (g) + 11 O2 (g) ___ CO2 (g) + ___H2O (g) c) CaSiO3 (s) + ___HF (l) ___SiF4 (g) + ___CaF2 (s) + 3 H2O (l) d) 2 Al(OH)3 (s) + ___H2SO4 (ac) Al2(SO4)3 (ac) + ___H2O (l) EjerciciosEjercicios
- 19. Concepto de molConceptode mol •El átomo es la menor porción de un elemento químico. Dividiendo progresivamente un elemento en porciones cada vez más pequeñas alguna vez llegaremos al átomo. •Cuando queremos medir dimensiones, volúmenes y masas de los átomos, nos enfrentamos a valores extremadamente pequeños, con los que no estamos acostumbrados a trabajar. •El átomo es la menor porción de un elemento químico. Dividiendo progresivamente un elemento en porciones cada vez más pequeñas alguna vez llegaremos al átomo. •Cuando queremos medir dimensiones, volúmenes y masas de los átomos, nos enfrentamos a valores extremadamente pequeños, con los que no estamos acostumbrados a trabajar. ¿Cuánto mide un átomo? Aproximadamente 1 Ångström = 0,000.000.01cm = 10-8 cm Aproximadamente 1 Ångström = 0,000.000.01cm = 10-8 cm ¿Qué significa esta medida? Que poniendo un átomo a continuación del otro necesitaríamos alrededor de 10.000.000.000 (diez mil millones) para cubrir la distancia de 1 metro.
- 20. Concepto de molConceptode mol MOL es un Número 12 huevos 1 docena 1 mol de H2O 6,023x1023 moléculas 602300000000000000000000 moléculas Masa molar Masa de un mol Na la masa molar de Na equivale a la masa atómica de Na expresada en gramos 1 Mol de Na= 23 g 6,023x1023 átomos de Na pesan 23 g 1 átomo de Na= 23/ 6,023x1023 = 3,82x10 -23 MOL es un Número 12 huevos 1 docena 1 mol de H2O 6,023x1023 moléculas 602300000000000000000000 moléculas Masa molar Masa de un mol Na la masa molar de Na equivale a la masa atómica de Na expresada en gramos 1 Mol de Na= 23 g 6,023x1023 átomos de Na pesan 23 g 1 átomo de Na= 23/ 6,023x1023 = 3,82x10 -23 Igual que un huevo no pesa lo mismo que una sandía, un átomo de H no pesa lo mismo que un átomo de O, o Fe.. Igual que un huevo no pesa lo mismo que una sandía, un átomo de H no pesa lo mismo que un átomo de O, o Fe..
- 21. Concepto de MolConceptode Mol • Un mol de átomos: es la cantidad de un elemento químico equivalente a la que representa su masa atómica expresada en gramos. Avogadro 1776-1856 Número de Avogadro= 6,022x1023 En un mol de cualquier sustancia siempre hay el mismo número de partículas.
- 22. Un mol desustanciaUn mol de sustancia Masa molar: la masa de 1 mol de sustancia. Coincide con la masa molecular expresada en gramos. En 1 molécula de NH3 hay… En 1 mol de NH3 hay 1 átomo de N 14 u de N 1 mol de átomos de N 14 g de N 3 átomos de H 3x1= 3 u de H 3 mol de átomos de H 3x1= 3 g de H Su masa es 17 u Su masa es 17 g
- 23. Un mol desustanciaUn mol de sustancia "En toda reacción química, la masa se conserva, esto es, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos" "En toda reacción química, la masa se conserva, esto es, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos" Lavoisier (1743-1794)
- 24. Concepto de MolConceptode Mol
- 25. Ley de lasproporciones definidas Ley de las proporciones definidas Proust (1754 -1826) “Los reactivos que intervienen en una reacción química lo hacen siempre en una proporción determinada. “Cuando se combinan dos o más elementos para dar un determinado compuesto siempre lo hacen en una relación de masas constantes” Proust (1754 -1826) “Los reactivos que intervienen en una reacción química lo hacen siempre en una proporción determinada. “Cuando se combinan dos o más elementos para dar un determinado compuesto siempre lo hacen en una relación de masas constantes” H2 + I2 → 2 HI Cl2 +H2 2 HCl N2(g) + 3H2(g) 2NH3 (g)
- 26. Concepto de MolConceptode Mol •1 Pasa la masa de estas sustancias a moles y al revés: a) 40 g de H2O ; b) 36 g de CO2 ; c) 2 moles de H2O ; d) 3 moles de CO2 •4 Teniendo en cuenta la definición de mol, realiza los cálculos necesarios para responder a las siguientes cuestiones: a) Si en un recipiente hay 1,8066·1024 moléculas de agua, ¿cuántos moles de agua contiene? b) ¿Cuántos átomos hay en un recipiente que contiene 0,4 moles de hierro? c) ¿Cuántos moles corresponden a un número de moléculas de ácido sulfúrico (H2SO4) igual a 1,5055·1023 ? ¿ Y gramos? •2 Tenemos un recipiente que contiene 2 moles de agua y otro recipiente con 2 moles de agua oxigenada: a) ¿Pesarán lo mismo? ¿Por qué? b) ¿Habrá el mismo número de átomos en los dos recipientes? ¿Qué será igual para ambos recipientes? •3 ¿Cuántos moles hay en 30g de Na2SO4?
- 27. DisolucionesDisoluciones Una disolución esuna mezcla homogénea y uniforme, formada por dos o más sustancias que no se diferencian a simple vista, en proporciones variables. Componentes de una disolución: - Soluto: Sustancia que se disuelve, e interviene en menor proporción - Disolvente: Sustancia donde se disuelve el soluto, interviene en mayor proporción.
- 28. Concentración de las disoluciones Concentraciónde las disoluciones Una disolución es una mezcla homogénea y uniforme, formada por dos o más sustancias que no se diferencian a simple vista, en proporciones variables.
- 29. Concentración de las disoluciones Concentraciónde las disoluciones Molaridad (M) de una disolución es un modo de expresar su concentración. Indica los moles de soluto por litro de disolución: Molaridad (M) de una disolución es un modo de expresar su concentración. Indica los moles de soluto por litro de disolución: •Calcula la molaridad de una disolución que se prepara disolviendo 12 g de NaOH en 250 mL de disolución?
- 30. La ecuación química: Problemas Laecuación química: Problemas 1. Escribir la ecuación correspondiente a la reacción 2. Ajustarla 3. Indicar en la parte inferior de los compuestos los datos del problema. Indicar en la parte superior de los compuestos las masas moleculares de las sustancias, si son cálculos de masas. Otros datos como por ejemplo volúmenes, condiciones de presión y temperatura, concentraciones... 4. A continuación se pasa el dato a moles y teniendo en cuenta la estequiometría de la reacción se van transformando unos moles (reactivos o productos) en otros. Por último se pasan los moles a gramos, volumen de disolución, volumen de gas...dependiendo de lo que pida el problema. Cálculos Pasos
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- 35. Cálculos estequiométricos Cálculos estequiométricos masa- masa: • Elhidróxido de calcio reacciona con el ácido clorhídrico para dar cloruro de calcio y agua. a)Ajusta la reacción b)Calcula la cantidad de hidróxido de calcio necesaria para formar 100g de agua
- 36. Cálculos estequiométricos Cálculos estequiométricos volumen: Avogadro: Cuando enuna reacción intervienen varios gases que se encuentran en las mismas condiciones de presión y temperatura, la proporción en cantidad de sustancia (mol) en la que se combinan es la misma que la proporción en volumen. Un mol del cualquier gas en condiciones normales de presión y temperatura ( 1 atm y 0ºC) ocupa siempre 22,4L. Volumen de un mol de gas en condiciones normales Volumen molar V molar = 22,4L Un mol del cualquier gas en condiciones normales de presión y temperatura ( 1 atm y 0ºC) ocupa siempre 22,4L. Volumen de un mol de gas en condiciones normales Volumen molar V molar = 22,4L P V = n R TP V = n R T Ecuación de los gases ideales R= 0,082 atm.L .k-1 .mol-1
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- 38. Cálculos estequiométricos Cálculos estequiométricos •Indica si lassiguientes ecuaciones químicas representan procesos exotérmicos o endotérmicos: a) N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) + 92 kJ b) 2 C (s) + O2 (g) 2 CO (g) + 110,5 kJ c) 6 CO2 (g) + 6 H2O (l) + 2519 kJ C6H12O6 (s) + 6 O2 (g) •Sobre un catalizador de platino, el monóxido de carbono (CO) reacciona fácilmente con el oxígeno (O2) para transformarse en dióxido de carbono (CO2): 2 CO (g) + O2 (g) 2 CO2 (g) ¿Qué volumen de dióxido de carbono se obtendrá si reaccionan completamente 12 L de monóxido de carbono? ¿Qué volumen de oxígeno se habrá consumido?