UD4 TIPUS DE REACCIONS QUÍMIQUES

TIPUS DETIPUS DE REACCIONS QUÍMIQUESREACCIONS QUÍMIQUES

TIPUS DE REACCIONS QUÍMIQUESTIPUS DE REACCIONS QUÍMIQUES

Les reaccions químiques poden classificar-se segons diferents criteris, alguns dels quals són:

• Segons l’estructura de l’equació química (o la reorganització d'àtoms):

a) Síntesi: A + B A B

b) Descomposició: AB A + B

c) Substitució: A B + C AC + B

d) Doble substitució: A B + C D A C + B D

• Alguns dels reactius que permeten la reacció.

• El tipus o les característiques que tenen els productes o els reactius.

• L’absorció o el despreniment d’energia.

REACCIONS SEGONS L'ESTRUCTURA REACCIONS SEGONS L'ESTRUCTURA

DE L'EQUACIÓ QUÍMICA DE L'EQUACIÓ QUÍMICA

A + B AB

REACCIONS DE SÍNTESIREACCIONS DE SÍNTESI

Reaccions químiques en les quals s’obté un compost a partir dels elements que el constitueixen, quan dues o més substàncies s’uneixen per formar-ne una de més complexa o de massa molecular més gran:

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

H2 (g) + Cl2 (g) 2 HCl (g)

2 H2 (g) + O2 (g) 2 H2O (g)

Fe (s) + S (s) FeS (s)

2 Mg (s) + O2 (g) 2 MgO (s)

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

REACCIONS DE DESCOMPOSICIÓREACCIONS DE DESCOMPOSICIÓ

Reaccions químiques en les quals una substància es descompon en diversos productes més senzills. Pot ser tèrmica (per l’acció de la calor) o electrolítica (per acció del corrent elèctric).

AB A + B

Exemples: 2 KClO3 (s) 2 KCl (s) + 3 O2 (g)

2 Pb(NO3)2 (s) 2 PbO (s) + 4 NO2 (g) + O2 (g)

CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g) (Calor)

2 NaCl 2 Na + Cl2 (Electricitat)

2 H2O 2 H2 + O2 (Electricitat)

REACCIONS DE SUBSTITUCIÓ SIMPLEREACCIONS DE SUBSTITUCIÓ SIMPLE

També s'anomenen reaccions de desplaçament. Són reaccions químiques en les quals un element o un grup substitueix a un altre en un compost, provocant el seu desplaçament.

AB + C AC + B

Exemples: 2 NaBr (aq) + Cl2 (aq) 2 NaCl (aq) + Br2 (aq)

Zn (s) + H2SO4 (aq) ZnSO4 (aq) + H2 (g)

Mg (s) + 2 HCl (aq) MgCl2 (aq) + H2 (g)

Fe (s) + CuSO4 (s) FeSO4 (s) + Cu(s)

REACCIONS DE DOBLE SUBSTITUCIÓREACCIONS DE DOBLE SUBSTITUCIÓ

Reaccions químiques en les quals dos elements o grups intercanvien les seves posicions en dos compostos.

AB + CD AC + BD

Exemples: FeS (s) + 2 HCl (aq) FeCl2 (aq) + H2S (g)

2 AgNO3 (aq) + CaCl2 (aq) 2AgCl (s) + Ca(NO3)2 (aq)

FeS (s) + H2SO4 (aq) FeSO4 (aq) + H2S (g)

CaF2 + H2SO4 CaSO4 + 2 HF

NaCl + AgNO3 AgCl + NaNO3

REACCIONS D'OXIDACIÓ-REDUCCIÓREACCIONS D'OXIDACIÓ-REDUCCIÓ

REACCIONS REDOXREACCIONS REDOX

REACCIONS D'OXIDACIÓ-REDUCCIÓREACCIONS D'OXIDACIÓ-REDUCCIÓ

Antigament es referien exclusivament a l’increment o disminució del contingut d’oxigen d’un element o compost.

OXIDACIÓ

Reacció en la qual un element o un compost augmenta el seu contingut d’oxigen.

C (s) + O2 (g) → CO2 (g)

2 FeO (s) + ½ O2 (g) → Fe2O3 (s)

REDUCCIÓ

Reacció en la qual un element o un compost perd el seu contingut d’oxigen.

KClO3 (s) → KCl (s) + 3/2 O2 (g)

Fe2O3 (s) + 3 CO (g) → Fe (s) + CO2(g)

Actualment s'anomena reacció de reducció-oxidació o reacció redox, a tota reacció química en la qual un o més electrons es transfereixen entre els reactius, provocant un canvi en els seus estats d'oxidació.

REACCIONS D'OXIDACIÓ-REDUCCIÓREACCIONS D'OXIDACIÓ-REDUCCIÓ

Perquè hi hagi una reacció de reducció-oxidació, en el sistema ha d'haver un element que cedeixi electrons, i un altre que els accepti:

● L'agent reductor és aquell element químic que subministra (cedeix, perd) electrons de la seva estructura química al medi, augmentant el seu estat d'oxidació, és a dir, s'oxida.

● L'agent oxidant és l'element químic que tendeix a captar aquests electrons, quedant amb un estat d'oxidació inferior al que tenia, és a dir, es redueix.

En les reaccions d’oxidació-reducció té lloc una transferència d’electrons

REACCIONS D'OXIDACIÓ-REDUCCIÓREACCIONS D'OXIDACIÓ-REDUCCIÓ

OXIDACIÓ REDUCCIÓ

REACCIONS D'OXIDACIÓ-REDUCCIÓREACCIONS D'OXIDACIÓ-REDUCCIÓ

No pot existir un procés d’oxidació o de reducció aïllat. Si una espècie s’oxida una altra es redueix i viceversa.

REACCIONS D'OXIDACIÓ-REDUCCIÓREACCIONS D'OXIDACIÓ-REDUCCIÓ

Les reaccions redox són fàcils d’identificar ja que sempre ha d’haver-hi alguna variació en el nombre d’oxidació o estat d’oxidació dels elements.

En resum: l’oxidació és una pèrdua d’electrons i la reducció un guany d’electrons.

REACCIONS D'OXIDACIÓ-REDUCCIÓREACCIONS D'OXIDACIÓ-REDUCCIÓ

Les reaccions redox són fàcils d’identificar ja que sempre ha d’haver-hi alguna variació en el nombre d’oxidació o estat d’oxidació dels elements.

Les oxidacions poden ser lentes o ràpides, però en totes elles s'allibera energia. No obstant això i en general, el terme oxidació s'aplica a processos les manifestacions són lentes i on l'energia que es produeix no es percep, perquè es dissipa en l'ambient.

REACCIONS D'OXIDACIÓ-REDUCCIÓREACCIONS D'OXIDACIÓ-REDUCCIÓ

Exemples de reacció redox:

Mg (s) + F2 (g) MgF2 (s)

Zn (s) + H2SO4 (aq) ZnSO4 (aq) + H2 (g)

4 FeS (s) + 7 O2 (g) 4 SO2 (g) + 2 Fe2O3 (s)

3 MnO2 (s) + 4 Al (s) 3 Mn (s) + 2 Al2O3 (s)

H2 (g) + Cl2 (g) 2 HCl (g)

nombre oxid.

H = 0

nombre oxid.

Cl = 0

nombre oxid.

H = +1

Cl= -1

Cl : de 0 a -1 es redueix (agent oxidant)

H: de 0 a +1 s'oxida (agent reductor)

REACCIONS D'OXIDACIÓ-REDUCCIÓREACCIONS D'OXIDACIÓ-REDUCCIÓ

Exemples de reacció d'oxidació en la vida diària:

L'envelliment en realitat és una oxidació!

REACCIONS DE COMBUSTIÓREACCIONS DE COMBUSTIÓ

un tipus de reacció d'oxidacióun tipus de reacció d'oxidació

REACCIONS DE COMBUSTIÓREACCIONS DE COMBUSTIÓ

Una combustió és una reacció d’oxidació-reducció que es desenvolupa amb despreniment d’energia i de llum.

En una reacció de combustió, els reactius reben uns noms particulars: combustible i comburent.

El combustible és la substància que s’oxida (perd electrons) en una reacció de combustió (reduint el comburent) i és susceptible de produir energia aprofitable.

El comburent és la substància que oxida al combustible (reduint-se, és a dir, guanyant electrons) en una reacció de combustió. En general, el comburent està associat a la presència de l’element oxigen en la substància.

El comburent més econòmic és l’aire, amb un 21 % en volum d’oxigen molecular,

O2.

Depenent de la composició del combustible, els productes de la reacció de combustió amb oxigen poden variar.

REACCIONS DE COMBUSTIÓREACCIONS DE COMBUSTIÓ

Si el combustible conté hidrogen i carboni –com és el cas dels hidrocarburs–,

s’obtindrà vapor d’aigua (H2O (g)) i diòxid de carboni (CO2 (g))

combustible + oxigen diòxid de carboni + aigua

Metà CH4

Età C2H6

Propà C3H8

Butà C4H10

+ O2CO2 + H2O

REACCIONS DE COMBUSTIÓREACCIONS DE COMBUSTIÓ

Quan no hi ha una ventilació adequada, la flama de les estufes o calderes va consumint l’oxigen de l’habitació. Quan l’oxigen disminueix, la combustió és incompleta i es comença a produir, entre d'altres, monòxid de carboni, gas summament tòxic per als mamífers.

És molt tòxic perquè quan el CO entra al cos, impedeix que la sang porti oxigen a les nostres cèl·lules, teixits i òrgans (el CO exerceix un efecte competitiu amb

l'O2, produint la carboxihemoglobina i impedint la transferència i el transport

d'oxigen en el cos).

Com que és tan difícil de detectar, ja que no es pot veure ni olorar, pot causar la mort ràpidament o danys greus a la salut si s’inhala durant un llarg període de temps.

ANNEX: LA COMBUSTIÓ INCOMPLETA

COMPLETA INCOMPLETA

REACCIONS DE PRECIPITACIÓREACCIONS DE PRECIPITACIÓ

REACCIONS DE PRECIPITACIÓREACCIONS DE PRECIPITACIÓ

Reaccions químiques en les quals en dissolució aquosa es forma un sòlid poc soluble, que precipita. Normalment el precipitat és un compost iònic poc soluble en aigua.

Les reaccions de precipitació són un tipus de reacció de doble descomposició.

En les reaccions de precipitació més comunes els reactius es trobaren en fase aquosa (en dissolució), un producte precipita i l’altre queda dissolt en aigua.

Malgrat que el precipitat sigui un compost iònic, no tots els compostos iònics són solubles, hi ha alguns que són molt poc solubles i precipiten (que és el cas dels precipitats que es formen en les reaccions de precipitació).

La solubilitat d’una substància sòlida augmenta amb la temperatura.

REACCIONS DE PRECIPITACIÓREACCIONS DE PRECIPITACIÓ

Exemples:

En reaccionar les dues solucions incolores de nitrat de plom (II) i iodur de potassi podem observar l'aparició d'un sòlid groc, el iodur de plom (II), que es forma segons la següent reacció:

2 KI (aq) + Pb(NO3)2 (aq) 2 KNO3 (aq) + PbI2 (s)¯

Altres reaccions de precipitació poden ser:

AgNO3 (aq) + KI (aq) AgI (s) ¯ + KNO3 (aq)

NaCl (aq) + AgNO3 (aq) AgCl (s) ¯ + NaNO3 (aq)

AgNO3 (aq) + NaCl (aq) NaNO3 (aq) + AgCl(s) ¯

REACCIONS DE NEUTRALITZACIÓREACCIONS DE NEUTRALITZACIÓ

ÀCID + BASEÀCID + BASE

REACCIONS DE NEUTRALITZACIÓREACCIONS DE NEUTRALITZACIÓ

Una reacció de neutralització és un tipus específic de reacció de doble desplaçament. La neutralització ocorre quan un àcid reacciona amb una quantitat equivalent d'una base química.

Una reacció de neutralització crea una solució d'una sal en aigua:

ÀCID + BASE SAL + AIGUA

HCl + KOH → KCl + H2O

H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + H2O

3 HNO3 (aq) + Al(OH)3 (aq) → Al(NO3)3 (aq)+ 3H2O (l)

HCl (aq) + NaOH (aq) → NaCl (aq) + H2O (l)

CaCO3 (s) + 2 HCl (aq) → CaCl2 (aq) + CO2 (g) + H2O (l)

QUÈ ÉS UN ÀCID?QUÈ ÉS UN ÀCID?

Els àcids són substàncies que tenen les següents propietats:

● Són solubles en aigua i donen dissolucions incolores.

● Són corrosius: danyen els teixits vius i poden dissoldre o corroir molts metalls i d’altres materials, com algunes roques.

● Reaccionen amb els carbonats produint efervescència (bombolles de diòxid de carboni).

● Condueixen el corrent elèctric dissolts en aigua.

ÀCID = substància que quan es dissol en aigua dóna ions H+.

Així doncs els àcids han de tenir necessàriament en la seva estructura hidrògens que es puguin alliberar en dissolució aquosa.

QUÈ ÉS UN ÀCID?QUÈ ÉS UN ÀCID?

ÀCID = substància que quan es dissol en aigua dóna ions H+.

QUÈ ÉS UNA BASE?QUÈ ÉS UNA BASE?

Els àlcalis o bases tenen les següents propietats:

● Són solubles en aigua i donen dissolucions incolores.

● Ataquen els teixits vius fent una reacció similar a la que té lloc quan es fabrica sabó.

● No reaccionen amb els metalls ni amb els carbonats.

● Condueixen el corrent elèctric dissoltes en aigua.

BASE (o alcalí) = substància que en dissoldre's en aigua produeix ions OH-

Les bases doncs, són compostos que contenen un o més grups hidroxil (OH-), com és el cas dels hidròxids.

VÍDEOSVÍDEOS

● Tècniques bàsiques de laboratori: reaccions químiques

● Les reaccions químiques

● Les 5 principals reaccions químiques

● Salfumant i lleixiu: una reacció redox perillosa

● 27 reaccions químiques molt impressionants

● Les reaccions químiques la poden "liar parda"