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Reacciones químicas

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Reacciones químicas

  1. 1. TEMA 8 REACCIONES QUÍMICAS
  2. 2. CAMBIOS QUÍMICOS son Se producen con Se representan TRANSFORMACIONES mediante DE UNAS VARIACIÓN DE SUSTANCIAS EN ENERGÍA OTRAS ECUACIONES QUÍMICAS Debido a que Pueden A partir de las ser cuales se hacen SE ROMPEN Y EXOTÉRMICAS FORMAN ENLACES CÁLCULOS ENDOTÉRMICAS ENTRE ÁTOMOS ESTEQUIOMÉTRICOS Basados en LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LEY DE LAS PROPORCIONES LA MASA CONSTANTES
  3. 3. 1. LEYES PONDERALES Y MAGNITUDES QUÍMICAS
  4. 4. Una reacción, o cambio químico, es el proceso por el cual unas sustancias se transforman en otras diferentes La representación matemática de este proceso es una ecuación química CH 4  2O2  CO2  2H 2O  energía REACTIVOS: PRODUCTOS: sustancias sustancias iniciales finales
  5. 5. LEYES PONDERALES DE LOS CAMBIOS QUÍMICOS  Ley de la conservación de la masa (Lavoisier, s.XVIII): “en cualquier cambio químico la masa se conserva, es decir, la masa de los reactivos es igual a la de los productos”. A nivel microscópico implica que en cualquier cambio químico las moléculas cambian porque los átomos se asocian de distinto modo, pero el número y la clase de átomos permanece constante.  Ley de las proporciones constantes (Proust, s. XVIII- XIX): “cuando dos sustancias se combinan para formar otra, lo hacen siempre en una proporción de masas constante”
  6. 6. Ajustar una reacción química es aplicarle la ley de conservación de la masa, de forma que haya el mismo número de átomos de cada elemento antes y después de la reacción H 2  I 2  2 HI 2Ca  O2  2CaO 2 PbO  C  CO2  2 Pb
  7. 7. MAGNITUDES QUÍMICAS  Masas atómicas: sabiendo las masas con que reaccionan los elementos para dar un determinado compuesto, y basándonos en la ley de Proust, establecer proporciones entre ellas. Por ejemplo la formación del cloruro de hidrógeno: H 2  Cl2  2 HCl  H2 2 1    2 g  71g  73g  Cl2 71 35,5  La masa del átomo de H se tomó como unidad de masa atómica, u. (actualmente se define u como la doceava parte de la masa del átomo de carbono-12)  Por comparación se pueden establecer las masas atómicas relativas de los diferentes elementos químicos.
  8. 8. MASA MOLECULAR: es la suma de las masas Para medir el número de de los átomos que partículas contenida en forman la molécula una determinada masa se creó una nueva magnitud la cantidad de sustancia, n, y una unidad para medirla, el MOL: es la cantidad de MASA MOLAR (M): de una sustancia que contiene sustancia es la masa molecular tantas entidades expresada en gramos. Su unidad es g/mol. elementales como átomos hay en 0,012 kg de C-12. 6,022 10 partículas 23
  9. 9. 2. ESTEQUIOMETRÍA Llamamos estequiometría a las relaciones en peso, o volumen, entre los elementos de un compuesto, o entre las distintas sustancias, en una reacción química.
  10. 10. Las ecuaciones químicas ajustadas 2C4 H10  13O2  8CO2  10H 2O representan no solo Aspecto cualitativo: el butano reacciona con el las sustancias que oxígeno para dar dióxido de carbono y agua. intervienen, reactivos Aspecto cuantitativo: y productos (aspecto • Interpretación microscópica: dos moléculas cualitativo), sino que de agua reaccionan con trece de oxígeno para formar ocho de dióxido de carbono y diez de además indican las agua. cantidades y • Interpretación macroscópica o molar: dos proporciones en que moles de agua reaccionan con trece moles de se combinan cada una oxígeno para formar ocho moles de dióxido de de ellas (aspecto carbono y diez moles de agua. De igual manera se podrían expresar estas cantidades en gramos cuantitativo). o en litros (para los gases).
  11. 11. LEYES VOLUMÉTRICAS DE LOS CAMBIOS QUÍMICOS  Muchas de las sustancias que intervienen en una reacción química se encuentran en estado gaseoso. Hay una relación entre sus volúmenes, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura. Este comportamiento fue observado por el químico francés Gay-Lussac (1808) al enunciar la LEY DE LOS VOLÚMENES DE COMBINACIÓN Los volúmenes de todas las sustancias gaseosas que intervienen en un cambio químico están en una relación de números enteros sencillos N 2 ( g )  3H 2 ( g )  2 NH 3 ( g ) ..1 ...........3 .............2V ....... V V .1mol.....3moles.......2moles..
  12. 12. Puesto que con cada molécula de nitrógeno LEY DE AVOGADRO: reaccionan tres de hidrógeno volúmenes iguales de gases, y se obtienen dos moléculas medidos en las mismas de amoníaco podemos condiciones de presión y deducir que en volúmenes temperatura, contienen el iguales de gases debe de mismo número de moléculas haber el mismo número de moléculas. Un mol de cualquier sustancia gaseosa, al contener el mismo número de moléculas ( 6,022  10 ), ocupará el mismo volumen. 23 En condiciones normales 0ºC y 1 atm de presión, 1 mol de cualquier gas ocupa un volumen de 22,4 L Ecuación general de los gases: P∙V=n∙R∙T P presión; V volumen; n número de moles; T temperatura y R constante de los gases= 0,082 atm∙L/(K∙mol)
  13. 13. 3. CINÉTICA QUÍMICA
  14. 14. La rapidez con que unas sustancias (reactivos) se transforman en otras distintas (productos) se conoce como velocidad de reacción. Se expresa en moles de reactivo que desaparecen, o se forman, por segundo. n( moles ) vreacción  t ( s) Factores que influyen en la velocidad de reacción son aquellos que permiten el contacto entre las partículas reaccionantes y facilitan los choques entre ellas
  15. 15. Concentración: la Grado de división: velocidad aumenta con aumenta la velocidad la concentración ya que aumenta la superficie de contacto de los reactivos Temperatura y Factores presión: la velocidad que influyen Naturaleza de los aumenta con la T. En en la reactivos general también velocidad de aumenta con la P. reacción Catalizadores: son sustancias que se La luz es una fuente añaden para aumentar de energía. No todas la velocidad del las reacciones se ven cambio, pero quedan afectadas por la luz inalterados al final de este
  16. 16. 4. TERMOQUÍMICA
  17. 17. La termoquímica estudia cuantitativamente los intercambios de energía que se generan en los procesos químicos 1º: los enlaces los reactivos han de romperse para liberar átomos o iones. Este proceso es En una cambio endotérmico (necesita energía) químico se producen dos procesos 2º: los átomos o iones se recombinan formando sustancias diferentes. En este caso es exotérmico (libera energía) Exotérmicas: el balance total de Las reacciones, energía es positivo y se desprende según se libere o calor. se consuma energía pueden ser Endotérmicas: el balance de energía es negativo, y es necesario un aporte energético para que se produzca la reacción
  18. 18. CALOR DE REACCIÓN: es la energía desprendida o absorbida en una reacción química. Se expresa en kJ/mol. Antes es expresaba en kcal/mol ECUACIÓN TERMOQUÍMICA: además de los productos y reactivos se representa la energía que interviene y el estado en el que se encuentra cada sustancia. H 2 g   O2 g   H 2Ol   285,6 1 kJ 2 mol
  19. 19. Energía de activación: es la energía necesaria para que se inicie una reacción química. Una vez iniciada, si es exotérmica la energía desprendida puede ser suficiente para mantener el proceso.
  20. 20. 5. REACCIONES ÁCIDO- BASE
  21. 21. Propiedades características de los ácidos: • Son sustancias que poseen sabor agrio. • Enrojecen la tintura de tornasol y decoloran la disolución de fenolftaleína. • Reaccionan con muchos metales formando sales y desprendiendo gas hidrógeno. • Reaccionan con los carbonatos (mármol, piedra caliza,…) formando una sal, dióxido de carbono y agua Propiedades características de las bases: • Son sustancias que poseen sabor cáustico y son suaves al tacto. • Azulean la tintura de tornasol, enrojecida por los ácidos, y enrojecen la disolución de fenolftaleína. Las propiedades de los ácidos y las bases desaparecen cuando reaccionan entres sí en las proporciones adecuadas: reacciones de neutralización
  22. 22. Teoría de Arrhenius de ácido y base: Tanto los ácidos como las bases son muy solubles en agua, y se comportan como electrolitos, es decir, conducen la corriente eléctrica, lo que nos lleva a deducir que, al disolverse en agua, se disocian en iones positivos y negativos. Ácido es toda sustancia que al disolverse en agua se disocia liberando iones Base es toda sustancia hidrógeno, H+; este ión que en disolución es un átomo de acuosa se disocia hidrógeno que ha liberando iones perdido su electrón, que hidróxido. es más fuertemente atraído por el resto de la molécula HCl   Cl  H  H 2O   NaOH H Na   OH  2O H 2 SO4   SO  2 H  H 2O 2  Ca(OH ) 2 H Ca 2  2OH  2O 4
  23. 23. Cuando una ácido reacciona con una base se produce su neutralización, al unirse los iones H+ a los OH- para formar moléculas de agua. En general en una reacción de neutralización: ácido  base  sal  agua

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