Reaccions quimiques i estequiometria

Reaccions químiques i estequiometria

• Reaccions i equacions químiques • Lleis fonamentals de la química • Tipus de reaccions • Càlculs estequiomètrics • Fòrmules empíriques i moleculars

Reaccions i equacions químiques Canvis físics Un canvi és la transformació d’un sistema al llarg del temps. Un procés, fenomen o canvi és físic quan la transformació no implica modificació de la matèria .

Un procés, fenomen o canvi és químic quan la matèria es transforma, és a dir, apareixen substàncies noves . Precipitació Combustió Oxidació Reaccions i equacions químiques Reaccions químiques

En una reacció química es trenquen enllaços i s’en formen de nous. 4 NH 3 + 3 O 2 2 N 2 + 6 H 2 O Reaccions i equacions químiques Reaccions químiques

Reaccions i equacions químiques http://www.chem.arizona.edu/~jpollard/FlashComponents/VIP/micro/microscopic1.html Reaccions químiques

Segons la teoria de col.lisions , per tal que es pugui produir una reacció química les molècules han de xocar amb l’energia i orientació adequada. http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/essentialchemistry/flash/collis11.swf Reaccions i equacions químiques Reaccions químiques

Una equació química és la representació d’una reacció química : Na (s) + H 2 O ( l ) NaOH (aq) + 1/2 H 2 (g) Reactius Productes
Una equació química ens informa de:
Substàncies inicials ( reactius ) i finals ( productes )
Estat físic de les substàncies: s, l, g , aq
Nombre d’àtoms o molècules que intervenen en la reacció ( coeficients estequiomètrics )
Equacions químiques Reaccions i equacions químiques

Na (s) + H 2 O ( l ) NaOH (aq) + 1/2 H 2 (g) http://www.youtube.com/watch?v=9B0OYKGGkZo Equacions químiques Reaccions i equacions químiques

Igualació d’equacions químiques Una equació química està igualada quan en els reactius hi ha el mateix nombre d’àtoms de cada un dels elements que en els productes. Abans de realitzar cap càlcul amb una equació, ens hem d’assegurar que els coeficients estequiomètrics estan convenient ajustats. ...... HCl + ..... Fe ...... FeCl 2 + ....... H 2 Exemples: 2 ...... Fe + ..... O 2 ...... Fe 2 O 3 4 3 2 Reaccions i equacions químiques

Igualació d’equacions químiques Reaccions i equacions químiques

Igualació d’equacions químiques Reaccions i equacions químiques http://www.educaplus.org/play-69-Ajuste-de-reacciones.html

Una reacció química que salva vides... http://www.youtube.com/watch?v=rjIxfmkVNIc Reaccions i equacions químiques

Tipus de reaccions Les reaccions químiques poden classificar-se segons diferents criteris : Segons l’estructura de l’equació química : - Síntesi A + B  A B - Descomposició A B  A + B - Substitució A B + C  A C + B - Doble substitució A B + C D  A C + B D

Na (s) + ½ Cl 2 (g)  NaCl (s) Síntesi http://www.youtube.com/watch?v=OFdTWd4N7x0 Tipus de reaccions

CuCO 3 (s) ---> CuO (s) + CO 2 (g) CuCO 3 (s) CuO (s) CO 2 (g) Descomposició Tipus de reaccions

Substitució (desplaçament) Fe 2 O 3 (aq) + 2 Al (s)  2 Fe ( s ) + Al 2 O 3 (aq) http://www.youtube.com/watch?v=cjPRMx0JE0o Tipus de reaccions

AgNO 3 (aq) + NaCl (aq)  AgCl ( s )  + NaNO 3 (aq) Doble substitució http://www.youtube.com/watch?v=XcLD7K-WKDk Tipus de reaccions

Reaccions de combustió
Reacció d’una substància amb l’oxigen ( O 2 ). Les combustions van acompanyades de despreniment d’energia en forma de calor ( reaccions exotèrmiques ) i a vegades de llum .
Combustió de compostos orgànics:
Compost orgànic + x O 2  y CO 2 + z H 2 O
Tipus de reaccions

Combustió CH 3 CH 2 CH 3 (g) + 5 O 2 (g)  3 CO 2 ( g ) + 4 H 2 O ( l ) propà Tipus de reaccions

Més endavant estudiarem les reaccions classificant-les segons altres criteris… Endotèrmiques i exotèrmiques Irreversibles i reversibles
Àcid-base
Precipitació
Oxidació-reducció
Tipus de reaccions

Lleis fonamentals de la química La química moderna va nèixer entre finals del segle XVIII i inicis del segle XIX, quan els científics de l’època van començar a realitzar experiments on es mesuraven les masses i els volums de les substàncies amb molta precisió. A partir d’aquestes dades experimentals els científics van poder establir relacions que van portar a l’establiment de les lleis fonamentals de la química i a l’aparició de la teoria atòmica de Dalton. Aparell utilitzat per A. Lavoisier per determinar que l’aire és una mescla d’oxigen i nitrogen (1776)

Resum de les principals lleis de les reaccions químiques http://www.youtube.com/watch?v=FQpav9lOgBE Lleis fonamentals de la química

Llei de conservació de la massa “ En qualsevol reacció química la massa dels productes finals és igual a la massa dels reactius inicials, és a dir, la massa es conserva” Exemple: 2 H 2 + O 2  2 H 2 O 4 g 32 g 36 g Lleis fonamentals de la química Antonie-Laurent de Lavoisier (1743-1794)

Lleis fonamentals de la química A. Lavoisier i la seva dona Marie-Anne Pierette realitzant un experiment sobre els gasos implicats en la respiració (1771). Lavoisier durant l’experiment de formació de l’aigua a partir d’hidrogen i oxigen gasosos (1783). Lavoisier va ser executat en la guillotina (1794). Antonie Lavoisier està considerat el creador de la química moderna

Llei de les proporcions definides “ Quan dos elements es combinen per donar un compost, ho fan en una relació de massa fixa” Louis Proust (1754-1826) 2 H 2 + O 2  2 H 2 O 4 g 32 g 36 g 2 g 16 g 18 g 8 g 64 g 72 g H 2 /O 2 = 1/8 Lleis fonamentals de la química Exemple:

Llei de les proporcions múltiples “ Si una o més substàncies químiques reaccionen amb una massa fixa d’una altra per formar substàncies diferents , ho fan en una relació de masses de nombres enters senzills” John Dalton (1766-1844) Exemple: 2 H 2 + O 2  2 H 2 O 4 g 32 g H 2 + O 2  H 2 O 2 2 g 32 g Relació 4/2 = 2 Lleis fonamentals de la química

La paraula daltonisme , defecte genètic que ocasiona dificultats per distinguir els colors, prové del científic anglès J. Dalton que va patir i investigar aquest trastorn. Lleis fonamentals de la química Mostra de cabells i globus oculars dissecats de J. Dalton Test d’Ishiara

Lleis fonamentals de la química J. Dalton va ser matemàtic, meteoròleg, físic, químic i professor. Les seves aportacions més destacades a la ciència són la teoria atòmica , la llei de les proporcions múltiples i la llei de les pressions parcials . Símbols de Dalton per alguns elements químics amb una estimació del seu pes atòmic (1802)

Llei dels volums de combinació “ Els volums dels gasos que intervenen en una reacció química ( mesurats en les mateixes condicions de P i T ) estan en una relació de nombres enters senzills” J.L. Gay-Lussac (1788-1850) Exemple: (en condicions normals de P i T ) 2 H 2 (g) + O 2 (g)  2 H 2 O (l) 44,8 L 22,4 L Relació 1/2 Lleis fonamentals de la química

Hipòtesi d’Avogadro “ En les mateixes condicions de P i T, volums iguals de diferents gasos tenen el mateix nombre de molècules” Amedeo Avogadro (1776-1856) Un mol de qualsevol gas conté el nombre d’Avogadro de molècules ( N A = 6,023 · 10 23 ). En condicions normals ( P= 1 atm; T= 273 K ) un mol de qualsevol gas ocupa un volum de 22, 4 litres . Lleis fonamentals de la química

Càlculs estequiomètrics És la part de la Química que s’encarrega de l’estudi quantitatiu de les reaccions químiques. Es tracta de realitzar càlculs numèrics per determinar les quantitats ( masses, volums ) de substàncies implicades en una reacció. Estequiometria

Càlculs estequiomètrics Estequiometria
Mètode general de resolució de problemes:
Llegir atentament l’ enunciat del problema i identificar les dades que ens donen i quins resultats ens demanen.
Escriure i ajustar l’equació química del procés.
Partint de les dades, aplicar els factors de conversió necessaris per arribar als resultats demanats ( veure esquema de càlculs estequiomètrics )

Reactiu limitant A + B  C + D La reacció química finalitza quan s’exhaureix un dels reactius A o B, o els dos alhora. S’anomena reactiu limitant el reactiu que s’acaba primer i reactiu en excés el que no es consumeix completament. Per determinar quin és el reactiu limitant s’ha de saber quants mols de cada reactiu hi ha disponibles. Els càlculs estequiomètrics s’hauran de fer a partir de la quantitat inicial del reactiu limitant. Càlculs estequiomètrics

Reactiu limitant Càlculs estequiomètrics https://phet.colorado.edu/es/simulation/reactants-products-and-leftovers

Puresa dels reactius Els reactius químics solen contenir un determinat percentatge d’impureses i això s’ha de tenir en compte en el moment de realitzar els càlculs estequiometrics. En l’etiqueta dels productes químics apareix informació sobre el % d’impureses . Càlculs estequiomètrics

Rendiment de la reacció Normalment, les quantitats de producte que s’obtenen en una reacció química són menors que les esperades teòricament. Aquesta diferència es produeix perquè el rendiment de les reaccions no és del 100 %. Els principals motius d’aquesta transformació parcial són les reaccions secundàries , les impureses en els reactius o que la reacció sigui d’ equilibri . Rendiment (  ) = massa obtinguda . 100 massa teòrica Càlculs estequiomètrics

Tipus de fórmules C H fórmula empírica C 2 H 2 condensada fórmula molecular HC  CH semidesenvolupada H-C  C-H desenvolupada (estructural) Exemple: etí Fórmules empíriques i moleculars Indica la relació més senzilla entre el nombre d’àtoms de la molècula Indica el nombre real d’àtoms de cada element que formen la molècula La fórmula molecular és igual o un múltiple de l’empírica.

Composició centesimal Per obtenir la fórmula (empírica o molecular) d’un compost s’ha de sotmetre la substància a diferents reaccions químiques que ens proporcionen informació sobre quins elements la componen i en quina proporció es troben. D’aquesta manera es pot determinar la composició centesimal del compost, o sigui els grams de cada element per cada 100 grams del compost. % element = grams element en el compost . 100 massa molar compost Fórmules empíriques i moleculars

Composició centesimal Exemple: determinació de la composició centesimal del metanol M r (CH 3 OH) = 12,0 + 4 · 1,0 + 16,0 = 32,0 g/mol % C = 12,0 . 100 = 37,5 % 32,0 % H = 4,0 . 100 = 12,5 % 32,0 % O = 16,0 . 100 = 50 % 32,0 % element = grams element en el compost . 100 massa molar compost Fórmules empíriques i moleculars

C x H y O z ? La composició centesimal i la fórmula empírica d’un compost orgànic es poden determinar cremant la mostra en un forn amb excès d’oxigen i mesurant les quantitats de H 2 O i CO 2 produïdes. Fórmules empíriques i moleculars

Fórmules empíriques i moleculars http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/stoichiometry/stoic_excess_oxy.html

Mètode general per determinar la fórmula molecular d’un compost 1. A partir de les dades experimentals ( composició centesimal, masses de productes, etc. ) calcular el nombre de mols de cada element en la substància problema. 2. Dividir pel nº de mols més petit per obtenir la relació numèrica mínima que hi ha entre els diferents elements que formen la substància ( fórmula empírica ). 3. Amb ajuda de la massa molecular , establir quina relació hi ha entre la fórmula empírica i la fórmula molecular ( són la mateixa o un múltiple ). Fórmules empíriques i moleculars

Referències de les imatges http://www.sciencephoto.com/ Autor José Ángel Hernández Santadaría Institut Badalona VII [email_address] “ Reaccions químiques i estequiometria” de José Ángel Hernández Santadaría està subjecta a una llicència de Reconeixement-NoComercial 3.0 No adaptada de Creative Commons

http://agora.xtec.cat	3605
http://cursos.inslaferreria.com	2163
http://moodle199.ieslagarrotxa.cat	894
http://moodle.rb4.xeill.net	874
http://www.iespladenboet.cat	812
http://escolasantlluis.org	787
http://www.iesmacardona.cat	632
http://lagesseraactivitats.blogspot.com	502
http://insalella.cat	466
http://agora.educat1x1.cat	343
http://iesjbporcar.edu.gva.es	323
http://cursos.inslaferreria.net	94
http://lagesseraactivitats.blogspot.com.es	86
http://www.institutmediterrania.com	82
http://fisquim3.blogspot.com.es	75
http://quimicasacolomina.blogspot.com	66
http://blocs.xtec.cat	66
http://www.slideshare.net	64
http://quimicapierrecurie.blogspot.com.es	63
http://www.cmontserrat.org	63
http://quimicapierrecurie.blogspot.com	58
http://homeostasi.wordpress.com	56
http://xifravirtual.iesnx.cat	47
http://www.edmodo.com	31
http://quimicasacolomina.blogspot.com.es	29
http://arxius-perduts.blogspot.com	16
http://www.arxius-perduts.blogspot.com	12
http://www.iesperefontdevila.cat	10
http://phobos.xtec.net	9
http://gestor.ieslaferreria.net	8
http://www.iesnx.cat	5
http://www.arxius-perduts.blogspot.com.es	4
http://formacion-test.novaeduca.es	4
http://iesmacardona.infotelecom.es	3
http://quimicapierrecurie.blogspot.mx	3
http://www.iesantonimaura.net	3
http://www.poudeciencia.cat	3
http://lagesseraactivitats.blogspot.de	1
http://translate.googleusercontent.com	1
http://www.google.es	1
http://www.quimicasacolomina.blogspot.com	1
http://arxius-perduts.blogspot.com.es	1
http://phobos.xtec.cat	1

Reaccions quimiques i estequiometria

by José Ángel Hernández Santadaría

Accessibility

Categories

Upload Details

Usage Rights

43 Embeds 12,367

Statistics

Reaccions quimiques i estequiometria Presentation Transcript