R. quimicas 4 eso 2º parte

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

FENÓMENOS FÍSICOSFENÓMENOS FÍSICOSFENÓMENOS QUÍMICOSFENÓMENOS QUÍMICOS

OXIDACIÓN

COMBUSTIÓN

DEFORMACIÓN

ROTURA

CAMBIOS DE ESTADO

REACCIÓN QUÍMICA

REACTIVOS PRODUCTOS

Para que ocurra una reacción química es necesario que se rompan enlaces en las moléculas originales y se formen enlaces nuevos

¿qué sucede durante una reacción química?

•Rotura de enlaces

•Reorganización de átomos

•Formación de nuevos enlaces

Ejemplo: Reactivos ProductosEn la reacción: H2 + I2 → 2 HI

•Se rompen un enlace H-H y un enlace I-I• Se forman dos enlaces H-I

Teoría de las colisionesTeoría 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).

Teoría de las colisionesTeoría de las colisiones

Conservación del número de átomos Conservación de la masaConservación del número de átomos Conservación de la masa

Tipos de reaccionesTipos de 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

ExotérmicasExotérmicas

En el proceso global se desprende energíaEn el proceso global se desprende energía

•ΔH < 0

7HNO3 +3Mg =3Mg(NO3)2+ NH2OH +2H2O

EndotérmicasEndotérmicas

El proceso global necesita aporte de energíaEl proceso global necesita aporte de energía

•ΔH > 0

•Ejemplo:

•Producción de Ozono O3

•3O2 2O 3 ΔH > 0

CatalizadoresCatalizadores

•Sustancias que aumentan la velocidad de reacción•Importancia biológica e industrial•No se consumen en la reacción

Ejemplo:Las enzimas

¿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 partículasEs más fácil que choquen entre sí, Por tanto:

CONCENTRACIÓN

Al la CONCENTRACIÓN de los reactivosEs más fácil que choquen entre sí, Por tanto:

GRADO DE DIVISIÓN DE PARTÍCULAS

División Superficie de contacto nº de colisiones

CATALIZADOR

Catalizador positivo: vRQ

Catalizador negativo vRQ

• Con el tiempo, los alimentos sufren reacciones de descomposición y se pudrenEstas 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

EjerciciosEjercicios

•Explica, con la teoría 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

•¿Cambio físico o químico?•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

Completa el ajuste de 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)

Concepto de molConcepto de 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 = 10-8cm

¿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.

Concepto de molConcepto de mol

MOL es un Número 12 huevos 1 docena1 mol de H2O 6,023x1023 moléculas602300000000000000000000 moléculas

Masa molar Masa de un mol

Na la masa molar de Na equivale a la masa atómica de Na expresada en gramos1 Mol de Na= 23 g6,023x1023 átomos de Na pesan 23 g1 átomo de Na= 23/ 6,023x1023 = 3,82x10 -23

MOL es un Número 12 huevos 1 docena1 mol de H2O 6,023x1023 moléculas602300000000000000000000 moléculas

Masa molar Masa de un mol

Na la masa molar de Na equivale a la masa atómica de Na expresada en gramos1 Mol de Na= 23 g6,023x1023 átomos de Na pesan 23 g1 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..

Concepto de MolConcepto de Mol

• Un mol de átomos: es la cantidad de un elemento químico equivalente a la que representa su masa atómica expresada en gramos.

Avogadro 1776-1856Número de Avogadro= 6,022x1023

En un mol de cualquier sustancia siempre hay el mismo número de partículas.

Un mol de sustanciaUn 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

Un mol de sustanciaUn 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"

Lavoisier (1743-1794)

Concepto de MolConcepto de Mol

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”

H2 + I2 → 2 HI

Cl2 +H2 2 HCl

N2(g) + 3H2(g) 2NH3 (g)

Concepto de MolConcepto de 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?

DisolucionesDisoluciones

Una disolución es una 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.

Concentración de 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.

Concentración de las disoluciones

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?

La ecuación 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

Cálculos estequiométricos

masa- masa:

• El hidróxido de calcio reacciona con el ácido clorhídrico para dar cloruro de calcio y agua.a)Ajusta la reacciónb)Calcula la cantidad de hidróxido de calcio necesaria para formar 100g de agua

volumen:

Avogadro: Cuando en una 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 TEcuación de los gases ideales

R= 0,082 atm.L .k-1.mol-1

volumen- volumen:

•Indica si las siguientes ecuaciones químicas representan procesos exotérmicos o endotérmicos:a) N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) + 92 kJb) 2 C (s) + O2 (g) 2 CO (g) + 110,5 kJc) 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?

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