Reacciones quimicas

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En el cambio de una o mas sustancias en otra(s). Los reactantes son las sustancias involucradas al inicio de la reacción y los productos son las sustancias que resultan de la transformación. En una ecuación química que describe una reacción, los reactantes, representados por sus fórmulas o símbolos, se ubican a la izquierda de una flecha; y posterior a la flecha, se escriben los productos, igualmente simbolizados
Nuestro Objetivo En Este Proyecto Es Describir El Comportamiento De La Materia Y La Energía Mediante Su Interpretación Química Para Su Aplicación En Los Procesos De Transformación.
Esta formulación es una afirmación que busca predecir o afirmar el comportamiento del Objeto de Estudio cuando es sometido a alguna influencia externa, pero para poder ser considerada como válida es necesario constrastrarla con una Metodología Experimental que es propuesta por el investigador o bien elegida mediante el estudio de una Técnica Científica ya propuesta.
Entre estos métodos de investigación científica uno de los más conocidos es sin lugar a dudas las Reacciones Químicas, considerándose a que toda la materia que encontramos en el planeta tiene como unidades básicas a Elementos Químicos que son complementados entre sí formando distintos Compuestos Químicos, pudiendo ser de origen natural cuando se encuentran en abundancia en el Medio Ambiente o bien Sintéticos cuando tienen un origen humano.
Para que ocurra una Reacción Química no solo se deben dar ciertas condiciones experimentales que tienen que ver con la Temperatura y Presión, sino que también debe haber una determinada proporción de cada uno de los reactivos, siendo el Solvente el que se encuentra en mayor cantidad, y recibiendo la denominación de Soluto el que esté en menor concentración.
Muchos de estos procesos son Reacciones Reversibles, indicando que se puede volver a obtener los dos compuestos o sustancias que han dado orígen a una nueva formación, mientras que por otro lado tenemos aquellas que resultan en Procesos Destructivos logrando la evaporación de alguna sustancia e impidiendo su recuperación (sobre todo en Reacciones Exotermicas que desarrollan una muy alta temperatura) y que no permiten la recuperación de las sustancias originales que permitieron la conformación de un nuevo compuesto.

Una reacción química (o cambio químico) es todo proceso químico en el que una o más sustancias (reactivos o reactantes) sufren transformaciones químicas para convertirse en otra u otras (productos), depende de la actividad química que tengan los elementos, esta será la reacción ocurrida y el tipo de reacción.
El hombre vive rodeado de muchos cambios químicos, algunos independientes de su voluntad, como son, la fotosíntesis, la corrosión de algunos metales, la descomposición de los alimentos, etc.; muchos otros son provocados por él mismo para vivir en mejores condiciones, como la combustión de los deriv

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Reacciones quimicas

  1. 1. HIPOTESIS
  2. 2. JUSTIFICACION
  3. 3. REACCIONES QUÍMICAS REACCIONES QUÍMICAS
  4. 4.  Transformaciones físicas y químicas  Reacción química  Tipos de reacciones químicas  Ecuación química  Vídeos  Ejercicios  Teoría de las reacciones químicas  Velocidad de las reacciones químicas  Energía de las reacciones químicas  Carácter cuantitativo de las reacciones químicas REACCIONES QUÍMICAS Apéndice: Materiales premiados CNICE páginas Web “Reacciones Químicas”
  5. 5. Cuando se vierte nitrógeno líquido, este hierve vivamente al adquirir la temperatura ambiente.  Procesos o cambios físicos  Procesos o cambios químicos. Reacciones químicas En la naturaleza se producen gran variedad de cambios, como la dilatación de un metal, los cambios de estado del agua, la oxidación de algunos metales, el movimiento de los coches, ... Las sustancias mantienen su naturaleza y sus propiedades esenciales, es decir, siguen siendo las mismas sustancias. Las sustancias cambian su naturaleza, se transforman en otras distintas, que tienen propiedades diferentes. La sacarosa (azúcar de mesa) reacciona con clorato de potasio formando nuevas sustancias, como esta extraña masa de carbono. La ceniza que se crea en la hoguera es una sustancia distinta a la madera. El balón de fútbol en movimiento sigue siendo un balón. La herrumbre que se forma en la viga es una sustancia distinta al hierro.En la fotosíntesis, las plantas producen oxígeno y nutrientes a partir de dióxido de carbono y agua. Ebullición de nitrógeno La mantequilla, al derretirse, sigue siendo mantequilla. La botella rota sigue siendo de vidrio. Reacción entre la sacarosa y el clorato potásico Procesos Físicos y Químicos
  6. 6. Reacciones Químicas Las reacciones químicas son cambios químicos, en ellas unas sustancias desaparecen y se transforman en otras distintas. A los componentes que entran en reacción se les llama reactivos y a los obtenidos productos. Por ejemplo, al arder metano (CH4) con oxígeno (O2) se forma dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) , sustancias distintas a las anteriores.
  7. 7. Ecuaciones Químicas Una ecuación química es la representación escrita y abreviada de una reacción química. A la izquierda se escriben las fórmulas de los reactivos (sustancias re accionantes) A la derecha se escriben las fórmulas de los productos (sustancias resultantes) Separadas por una flecha. También pueden contener información sobre el estado físico de las sustancias y sobre las condiciones de la reacción. Ejemplo: Descomposición carbonato de calcio CaCO3 Cao + CO2 Δ (s) (g)(s)
  8. 8. Ecuaciones Químicas Las ecuaciones tienen que estar ajustadas (igualadas, balanceadas), es decir, tiene que haber el mismo número de átomos de cada elemento a ambos lados de la flecha. Se utilizan entonces, coeficientes estequiométricos, que son números que se colocan delante de las fórmulas de reactivos y productos. 3 2 3CH3CH2OH + O2 CO2 + H2O Ejemplo: Combustión de etanol
  9. 9. 15 2 6 7C6H14O4 + O2 → CO2 + H2O6 2. Ajustar H. 2 C6H14O4 + 15 O2 → 12 CO2 + 14 H2O 4. Multiplicar por dos3. Ajustar O. Comprobar todos los elementos. Ecuación Química: 1. Ajustar C. 6 7 Ejemplo: Combustión de trietilenglicol Ecuaciones Químicas
  10. 10. Al + HCl → AlCl3 + H2 Ecuación química Ajuste de la ecuación 2 6 2 3 Ejemplo: Reacción del aluminio con ácido clorhídrico Ejemplo: Combustión pentano Ejemplo: Reacción de monóxido de nitrógeno con oxígeno Ecuaciones Químicas
  11. 11. Teoría de las Reacciones Químicas Teoría de las colisiones. Estado de transición Una reacción química supone la ruptura de ciertos enlaces de las moléculas de reactivos y la formación de otros nuevos, para dar lugar a las moléculas de productos.Cuando se introduce un trozo de sodio caliente en el interior de un frasco que contiene gas cloro, se produce una violenta reacción en la que se forma una sustancia nueva, el cloruro de sodio. Esta reacción se puede expresar así: Ejemplo: Formación de cloruro de sodio
  12. 12. 2 Na + Cl2 2 Na Cl
  13. 13. Teoría de las Reacciones Químicas Teoría de las colisiones. Estado de transición Ejemplo: Formación de cloruro de hidrógeno
  14. 14. Teoría de las Reacciones Químicas Teoría de las colisiones. Estado de transición Ejemplo: CO + NO2 →CO2 + NO
  15. 15. Teoría de las Reacciones Químicas Teoría de las colisiones. Estado de transición
  16. 16. Teoría de las Reacciones Químicas Teoría de las colisiones. Estado de transición Para que se forme el complejo activado, es necesario que las moléculas choquen. Pero puede ocurrir que dos moléculas choquen entre sí y no se produzca reacción alguna, entonces se dice que el choque no es eficaz o efectivo. Para que un choque entre moléculas sea eficaz o efectivo es necesario que cumpla dos condiciones:  Que las moléculas tengan energía cinética suficiente para romper o debilitar adecuadamente sus enlaces, es decir, para poder formar el complejo activado. Estas moléculas se llaman activadas. La energía cinética de las moléculas, aumenta al hacerlo la temperatura. Se denomina energía de activación a la energía que necesitan los reactivos para que puedan formar el complejo activado, es decir para que la reacción se produzca. Es la diferencia entre la energía del complejo activado y la suma de las entalpías de los reactivos.  Que las moléculas al chocar lo hagan con la orientación adecuada para que se puedan romper los enlaces moleculares. Cuando se cumplen estas condiciones se verifica la reacción entre las moléculas. Simulador choques
  17. 17. Teoría de las Reacciones Químicas Teoría de las colisiones. Estado de transición Choque eficaz. Las moléculas chocan con la orientación adecuada Choque no eficaz. Las moléculas, al chocar, no tienen la orientación adecuada
  18. 18. Teoría de las Reacciones Químicas Teoría de las colisiones. Estado de transición
  19. 19. Velocidad de las Reacciones Químicas La velocidad de una reacción es la cantidad de sustancia formada o transformada por unidad de tiempo No todas las reacciones transcurren con la misma velocidad. Algunas reacciones químicas se producen de forma casi instantánea y otras trascurren lentamente. Por ejemplo, las explosiones y detonaciones son tan rápidas que resulta muy difícil medir su velocidad, sin embargo, el cemento necesita varios días para fraguar, es decir, para endurecer, es una reacción lenta. La velocidad de una reacción depende de:  La energía de activación de la reacción: si la energía de activación es alta la reacción será lenta y si es baja la reacción será rápida.  El número de choques eficaces entre las partículas que reaccionan (átomos, moléculas o iones): cuanto mayor sea el número de choques eficaces mayor será la velocidad de reacción.
  20. 20. Velocidad de las Reacciones Químicas Los factores que determinan la velocidad de reacción son:  La naturaleza de los reactivos: determina cuál será la energía de activación de cada reacción.  La concentración de los reactivos: la velocidad de una reacción aumenta con la concentración de los reactivos ya que aumenta el número de choques. Para aumentar la concentración de un gas es necesario aumentar su presión. Para aumentar la concentración de una disolución habrá que aumentar la cantidad de soluto.  El estado físico de los reactivos: las reacciones entre gases y entre sustancias en disolución serán las más rápidas, pues las partículas se muevan con mayor libertad y velocidad, produciéndose un mayor número de colisiones entre ellas. Las reacciones de los sólidos con líquidos o gases no son generalmente muy rápidas, pero si el sólido está triturado o pulverizado, aumenta la velocidad de reacción, porque al aumentar la superficie de contacto entre del sólido con el líquido o el gas, también aumenta el número de choques.  La temperatura: la velocidad de reacción aumenta con la temperatura. Al aumentar temperatura, aumenta la energía cinética de las partículas (aumenta la velocidad con que se mueven), con lo que la probabilidad de que se produzcan choques eficaces es mayor.  Los catalizadores: son sustancias distintas de los reactivos y productos que modifican la velocidad de una reacción, recuperándose íntegramente cuando la reacción finaliza. Los catalizadores hacen que la reacción transcurra por un camino diferente en que la energía de activación sea otra. Pueden disminuir la energía de activación, entonces la velocidad de la reacción aumenta, se llaman catalizadores positivos; o pueden aumentar la energía de activación, entonces la velocidad de la reacción disminuye, se llaman catalizadores negativos.
  21. 21. Energía en las Reacciones Químicas En las reacciones químicas se producen transformaciones de energía, además de materia. La energía interna de una sustancia es la suma de todas las energías de esa sustancia, debida a las posiciones y los movimientos de las partículas subatómicas, de los átomos y de las moléculas que la constituyen, y a las uniones de los átomos. En todas las reacciones químicas se produce una variación en la energía interna de las sustancias que intervienen. En el estado inicial los reactivos tienen una energía interna y en el estado final los productos tienen otra. La diferencia de energía entre ambos estados se absorbe (reacciones endoenergéticas) o se desprende en la reacción (reacciones exoenergéticas), Si el sistema químico disminuye su energía, la comunica al medio ambiente, y si la aumenta, es porque la ha absorbido de él. Atendiendo al intercambio de energía en forma de calor con el exterior, las reacciones se clasifican en:  Exotérmicas: desprenden energía en forma de calor. Ejemplo: Combustión de metano CH4 + 2 O2  CO2 +2 H2O + 890 kJ La ecuación termoquímica indica que por cada mol de metano (16 g) quemado se liberan 890 kJ.  Endotérmicas: absorben energía en forma de calor. Ejemplo: Descomposición de óxido de mercurio 2 HgO + 181 kJ  2 Hg + O2 La ecuación termoquímica indica que por cada dos moles de óxido de mercurio que se descomponen se absorben del medio 181 kJ
  22. 22. Quimioluminiscencia Algunas reacciones químicas exoenergéticas emiten en energía en forma de radiación luminosa.
  23. 23. Energía en las Reacciones Químicas Reacción endotérmica: Absorbe calor ∑Hproductos > ∑Hreactivos Reacción exotérmica: Desprende calor ∑Hproductos < ∑Hreactivos Se denomina entalpía de reacción (H) al calor absorbido o desprendido en una reacción química a presión constante. Es la diferencia entre la suma de las entalpías de los productos y la suma de las entalpías de los reactivos: ∑Hproductos - ∑Hreactivos.
  24. 24. EXOTÉRMICA Energía en las Reacciones Químicas Al calentar la termita se produce una reacción fuertemente exotérmica. El aluminio reacciona con óxido de hierro (III), produciendo una lluvia de chispas de hierro fundido. En una reacción exotérmica, la energía se pierde en forma de calor, la cantidad de calor perdida depende de la cantidad de reactivos disponible. ENDOTÉRMICA La reacción entre sulfocianuro amónico e hidróxido de bario octahidratado es una reacción endotérmica. Absorbe una cantidad de calor del exterior del recipiente que produce la congelación del vapor de agua del aire. En una reacción endotérmica, la energía se absorbe en forma de calor.
  25. 25. Energía en las Reacciones Químicas Reacción endotérmica: Absorbe calor ∑Hproductos > ∑Hreactivos Diagramas entálpicos (Diagramas de energía) Reacción exotérmica: Desprende calor ∑Hproductos < ∑Hreactivos
  26. 26. Energía en las Reacciones Químicas Diagramas entálpicos (Diagramas de energía)
  27. 27. Carácter cuantitativo de las Reacciones Químicas Ley de conservación de la masa. Ley de Lavoisier (1743-1794) En toda reacción química la masa total de las sustancias que reaccionan (reactivos) es igual a la masa total de las sustancias que se obtienen (productos). Ejemplo: Conservación de la masa en la reacción química entre el nitrato de plomo y el yoduro de potasio 2 IK + Pb(NO3)2 PbI2 + 2 KNO3 Se prepara una disolución de nitrato de plomo en un vaso y otra de yoduro de potasio en otro. Se colocan en una balanza y se comprueba que entre las dos pesan 13,21g. Después se mezclan, observando que aparece una sustancia nueva (precipitado amarillo): el yoduro de plomo. Nuevamente se colocan en la balanza y se comprueba que pesan 13,21 g. La masa no ha variado en el transcurso de la reacción. Conservación de la masa en la reacción entre el fósforo y el cloro : 2 P + 5 Cl2 2 PbCl5 Ejemplos: Conservación de la masa en la reacción entre el azufre y el hierro : S + Fe FeS
  28. 28. Carácter cuantitativo de las Reacciones QuímicasCarácter cuantitativo de las reacciones químicas Puesto que en una ecuación química debe conservarse la masa y la carga, la ecuación química adquiere de este modo las características de una ecuación matemática. Una ecuación química no sólo indica las sustancias que se producen al reaccionar unas con otras, sino que también informa sobre las cantidades de estas sustancias. Es decir, es una expresión tanto cuantitativa, como cualitativa de una reacción química. Ejemplo: Reacción de formación de agua 2 H2 + O2  2 H2O Una ecuación química puede interpretarse tanto sobre una base molecular como molar. Al reaccionar dos moléculas de hidrógeno con una molécula de oxígeno, se forman dos moléculas de agua. Al reaccionar dos moles de hidrógeno con un mol de oxígeno, se forman dos moles de agua. Relaciones Estequiométricas
  29. 29. Carácter cuantitativo de las Reacciones QuímicasCarácter cuantitativo de las reacciones químicas Ejemplo: Reacción de formación de NO: N2 + O2  2 NO Al reaccionar una molécula de nitrógeno con una molécula de oxígeno, se forman dos moléculas de NO. Al reaccionar un mol de nitrógeno con un mol de oxígeno, se forman dos moles de NO.
  30. 30. Carácter cuantitativo de las Reacciones QuímicasCálculos basados en ecuaciones químicas Las ecuaciones químicas nos suministran la información necesaria para calcular cantidades de sustancias consumidas o producidas en las reacciones químicas. Para efectuar cálculos sobre una reacción, además de tenerla ajustada, ha de conocerse al menos la cantidad de una de las sustancias que intervienen en la reacción. Así pueden calcularse las cantidades, producidas o consumidas, de las demás sustancias. Relaciones Estequiométricas
  31. 31. Tipos de Reacciones Químicas Tipos de Reacciones Químicas
  32. 32. Tipos de Reacciones Químicas  Según la reorganización de los átomos:  Según el mecanismo:  Reacciones ácido-base. Neutralización  Reacciones de precipitación  Reacciones de oxidación-reducción  Reacciones de combustión  Síntesis o combinación  Descomposición  Desplazamiento o sustitución  Doble descomposición o intercambio
  33. 33. Tipos de Reacciones según la Síntesis o combinación: Dos o más sustancias reaccionan para dar otra más compleja. A + B  AB  Las reacciones entre dos no metales dan compuestos covalentes: N2 + 3 H2  2 NH3  Las reacciones entre un no metal y un metal dan sales: S + Fe  FeS  Las reacciones entre un elemento y oxígeno producen óxidos: 2 Ca + O2  2 CaO S + O2  SO2  Las reacciones entre un óxido y agua producen hidróxidos: CaO + H2O  Ca(OH)2  Las reacciones entre un anhídrido y agua producen ácidos: SO2 + H2O  H2SO3  Las reacciones entre un óxido y un anhídrido dan sales: CaO + SO2  CaSO3
  34. 34.  Síntesis o combinación Tipos de Reacciones según la Reorganización de los Átomos
  35. 35. Tipos de Reacciones según la Reorganización de los Átomos Descomposición: Una sustancia se descompone formando dos o más simples. AB  A + B 2 KClO3  2 KCl + 3 O2 Desplazamiento o sustitución: Uno de los elementos de un compuesto es sustituido por otro elemento. AB + X  AX + B  Algunos metales reaccionan con ciertos ácidos, reemplazando el hidrógeno y formando la sal correspondiente: Zn + H2SO4  ZnSO4 + H2  Un metal puede ser desplazado de sus sales por otro metal más activo: Zn + CuSO4  ZnSO4 + Cu Doble descomposición o intercambio: Equivalen a una doble sustitución. AB + XY  AX + BY
  36. 36.  Desplazamiento o sustitución Tipos de Reacciones según la Reorganización de los Átomos
  37. 37. Tipos de Reacciones según el Mecanismo Ácido-base. Neutralizaciones Un ácido reacciona con una base dando lugar a la formación de una sal y agua. En la reacción desaparecen simultáneamente las propiedades de ambos. Ejemplo: Neutralización del hidróxido de sodio con el ácido clorhídrico La neutralización consiste en la reacción entre los iones H+ de los ácidos y los iones OH- de las bases para dar moléculas de agua: H+ + OH-  H2O Las propiedades del ácido, debidas al ion H+, quedan "neutralizadas" o anuladas por las del ion OH- y viceversa. Na+ + OH- + Cl- + H+ → Cl- + Na+ + H2O NaOH HCl NaCl Los iones Cl- y Na+ están presentes en la reacción pero no intervienen en ella, se les llama contraiones o iones espectadores.
  38. 38. Tipos de Reacciones según el Mecanismo Precipitación Una reacción de precipitación consiste en la formación de un compuesto insoluble, que recibe el nombre de precipitado cuando se mezclan dos disoluciones. La aparición de un precipitado está relaciona con la diferencia de solubilidad que presentan los reactivos y los productos de la reacción. NO3 - Ag+ Ag+ + NO3 - + I- + K+ → AgI (s) + NO3 - + K+ AgNO3 (aq) KI (aq) Precipitado KNO3 (aq) solubilidad elevada solubilidad elevada solubilidad baja solubilidad elevada K+ I- AgI Ejemplo: Al reaccionar nitrato de plata con yoduro de potasio, se obtiene un precipitado de yoduro de plata. Los iones nitrato y potasio permanecen el la disolución, sin intervenir en la reacción
  39. 39. Tipos de Reacciones según el Mecanismo Oxidación-Reducción (Redox) Consiste en la transferencia de electrones de una especie química, llamada agente reductor, a otra, llamada agente oxidante. Ejemplo: Cuando se introduce magnesio metálico en una disolución de sulfato de cobre, se produce una transferencia de electrones del magnesio a los iones cobre (II), formándose cobre metálico y iones magnesio (II) que pasan a formar parte de la disolución. Reducción: Cu 2+ + 2 e – → Cu Oxidación: Mg → Mg 2+ + 2 e – Cu 2+ + Mg → Cu + Mg 2+ Cu 2+ Cu Mg Mg 2+ Reducción: Ag+ + e – → Ag Oxidación: Cu → Cu 2+ + 2 e – Ag+ + Cu → Ag + Cu 2+ Ejemplo:
  40. 40. Tipos de Reacciones según el Mecanismo Combustión Es la reacción de una sustancia, llamada combustible, con oxígeno, al que se le llama comburente, en la reacción se forman dióxido de carbono y agua y se desprende gran cantidad de energía en forma de luz y calor Ejemplo: Combustión de propano C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O
  41. 41. ENCUESTA
  42. 42. ALTERNATIVAS DE SOLUCION
  43. 43. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

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