Cambios Químicos, ¿Qué es una reacción?. Términos de una reacción. La industria química.

1. Cambios
Químicos
Profesor Juan Sanmartín
Física y Química
en
Sistemas Naturales.
Reacción de la molécula
Santiaguina (alcaloide)

2. Cambio Físico / Cambio Químico
Cambios Químicos
En los CAMBIOS FÍSICOS las sustancias no
cambian. El los cambios de estado se produce una
variación de las fuerzas de interacción entre
moléculas o partículas pero se mantiene la
naturaleza de la sustancia. En los procesos de
condensación, fusión, solificación, el agua (por
ejemplo) no cambia su naturaleza, sigue siendo agua
pero en diferente estado de agregación
En una disolución de una sustancia es un cambio
físico porque tanto los solutos como el disolvente
mantienen su naturaleza
En los CAMBIOS QUÍMICOS se produce una
reorganización de los átomos, desaparecen unas
sustancias y se crean otras. La naturaleza de las nuevas
sustancias es distinta a la de las iniciales y sus
propiedades también… Se produce una REACCIÓN
QUÍMICA donde se realiza este cambio.
La combustión (como el ejemplo de la leña ardiendo) es un
proceso Químico ya que el resultado da unas sustancia
diferentes a las iniciales.

3. Elementos
www.deperu.com/abc/quimica/6084/tabla-periodica-de-los-elementos

4. Sustancias
Cambios Químicos
Las sustancias está formadas por átomos, son la unidad más sencilla con
identidad propia. Los átomos pueden formar elementos o compuestos y
podemos encontrarlos en diferentes formas…
Estructura cristalina como es el caso de
las sales (NaCl, CaCl2) o elementos como
el hierro (Fe), cobre (Cu), etc...
O moléculas como el dióxido
de carbono (CO2), cloro (Cl2),
agua (H2O), o oxígeno (O2).
Oxígeno (O2) Agua (H2O)
Cloro(Cl2)
Dióxido de carbono(CO2)
Cloruro de sodio (NaCl)
Hierro (Fe)

5. ¿Como detectamos un Cambio Químico?
Se puede producir un desprendimiento de gases, lo detectaríamos por el
burbujeo que se produce. ¡Ojo! En una bebida gaseosa se produce burbujeo y
no es una reacción ya que es una disolución de un gas en un líquido (es un
proceso físico)
En el proceso (reacción química) las sustancias finales tienen color diferente a
las iniciales. Se produce un cambio de color.
En una reacción química (cambio químico) puede
necesitar calor (Q) o desprender calor (Q). Habrá
entonces un intercambio de calor con el exterior.
Pez abisal (con su cebo luminoso)
(Fuente de la imagen
http://www.bogleech.com/nature/).
Puede producir luz. La luz es una forma de
energía que se libera de una reacción química. En
una combustión se produce luz pero tambien
existen otras reacciones que liberan luz como
ocurre en los peces abisales o en las luciérnagas.
Cambios Químicos

6. Reacción Química.
Cambios Químicos
Ácido clorhídrico
HCl
Carbonato sódico
Na2CO3
Desprendimiento
de Gas

7. ¿Qué es una reacción química?
Todo es química, se producen una enorme cantidad de reacciones químicas
tanto a nuestro alrededor como en nuestro propio cuerpo. Los cambios
químicos forman parte de la naturaleza de tal forma que sin ellos la vida sería
imposible, pero…
Una REACCIÓN QUÍMICA es un proceso por el cual unas sustancias se
transforman en otras nuevas. Las sustancias iniciales o de partida se
denominan reactivos y las sustancias finales productos.
Reactivos Productos
Reacción Química
El número de reactivos y productos es diferente en cada reacción así como
la naturaleza de los mismos.
Cambios Químicos

8. En una reacción química se produce la reordenación de los átomos con lo que
aparecen nuevas sustancias como productos diferentes a las que teníamos
como reactivos.
Metano (CH4 ) + Oxígeno (O2) Dióxido de carbono (CO2) + Agua (H2O)
Ejemplo.- El metano (gas natural) es un combustible utilizado en calefacciones
que reacciona con el oxígeno desprendiendo energía y dando como productos
dióxido de carbono y agua.
Tanto el agua como el dióxido de carbono (productos) son sustancias
diferentes a las de los reactivos…metano y oxígeno
Cambios Químicos

9. Metano (CH4 ) + Oxígeno (O2) Dióxido de carbono (CO2) + Agua (H2O)
Expresada en lenguaje químico la reacción anterior será…
Cambios Químicos
Ecuación química
O2HCO2OCH 2224 
Esta expresión se conoce como ecuación química y nos indica la información
sobre la relación entre los distintos componentes de la reacción.

10. Cambios Químicos
Ecuación química
O2HCO2OCH 2224 
A la izquierda se colocan los reactivos, de haber más de uno, se coloca el
signo + . A la derecha los productos que igualmente están separados por el
signo de sumar.
Entre los reactivos y los productos se coloca una flecha. Esta puede tener
doble sentido indicando que la reacción se puede revertir.
Cada molécula tendrá delante un número denominado coeficiente
estequiométrico (en caso de ser uno no se escribe). Este número nos indica
la cantidad de moléculas que intervienen en la reacción de cada sustancia.
Reactivos Productos
Coeficientes
estequiométricos
Si no tiene nada el coeficiente estequiométrico es 1

11. Cambios Químicos
Ecuación química
O2HCO2OCH 2224 
La reacción se le de la siguiente manera…
Una molécula de metano (CH4) reacciona con dos moléculas de oxígeno (O2)
para dar una molécula de dióxido de carbono (CO2) y dos moléculas de agua
(H2O).
Como podéis comprobar, la cantidad de átomos de cada elemento permanece
constante desde los reactivos a los productos…En ambos lados tenemos 4
átomos de hidrógeno (H), 1 de carbono (C) y 4 de oxígeno (O)
Reactivos Productos

12. Fórmula química de algunas sustancias cotidianas
Algunas fórmulas químicas de uso común
Agua H2O Metano CH4
Amoníaco NH3 Ácido clorhídrico HCl
Oxígeno O2 Nitrógeno N2
Dióxido de carbono CO2 Monóxido de cobre CuO
Hidrógeno H2 Óxido de hierro II FeO
Cloro Cl2 Hidróxido de sodio NaOH
Cloruro de sodio NaCl Ácido sulfúrico H2SO4
Monóxido de nitrógeno NO Ácido nítrico HNO3
Cambios Químicos

13. Algunas sustancias químicas.
Cambios Químicos
Cloruro cúprico
CuCl2
Sesquióxido de plomo(minio)
Pb3O4
Dióxido de Manganeso
MnO2
Permanganato potásico
KMnO4

14. Ley de Conservación de la materia.
Una ley fundamental para la química es la ley de conservación de la masa,
ley de conservación de la materia o ley de Lomonósov-Lavoisier. Esta ley fué
elaborada independientemente por Mijaíl Lomonósov en 1748 y por Antoine
Lavoisier en 1785.
Se puede enunciar como «En una reacción química ordinaria, la masa
permanece constante, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la
masa obtenida de los productos».
mmetano + moxígeno=mdióxido de carbono+magua
Una salvedad que hay que tener en cuenta es la existencia de las reacciones
nucleares, en las que la masa sí se modifica de forma sutil, en estos casos en la
suma de masas hay que tener en cuenta la equivalencia entre masa y energía.
En una reacción química la materia se conserva, la masa de los reactivos es
igual a la masa de los productos. Fundamental para la comprensión de la
química. En el ejemplo de la combustión de metano…
  productosreactivos masasmasas

15. Cambios Químicos
En la reacción de combustión del etanol (alcohol etílico)...
Etanol (CH3CH2OH) + oxígeno (O2) Dióxido de carbono (CO2 ) + Agua (H2O)
O3H2CO3OOHCHCH 22223 
aguacarbonodedióxidooxígenoetanol
54g88g96g46g 
productosreactivos
142g142g 

16. Ley de Proust
La ley de las proporciones constantes o ley de las proporciones definidas
es una de las leyes estequiometrias enunciada en el año de 1795, según la
cual cuando se combinan dos o más elementos para dar un determinado
compuesto, siempre lo hacen en una relación constante de masas. Fue
enunciada por el farmacéutico y químico francés Louis Proust, basándose en
experimentos que llevó a cabo a principios del siglo XIX; por lo tanto, también
se conoce como la ley de Proust.
La ley nos dice que una reacción química las masas de los reactivos y de los
productos guardan una relación constante. Cuando dos sustancias se
combinan para forman un compuesto, ellas deben guardar entre si, las
proporciones ciertas y definidas.
Cambios Químicos
Cartel de la XXXII Olimpiada Gallega de Químicas homenaje a
Louis Proust que enunció su Ley en Segovia.

17. Cambios Químicos
Sulfuro de hierro II (FeS)
Explicación
Como ejemplo, para obtener sulfuro de hierro II (FeS) , debemos combinar
el hierro con el azufre en la siguiente proporción: 7 partes de hierro, por 4
partes de azufre. Así obtenemos 11 partes de sulfuro de hierro II (FeS).
Azufre (S) + Hierro(Fe)
De acuerdo con la ley tenemos:
7g de hierro + 4g de azufre = 11g de sulfuro de hierro II

18. Cambios Químicos
Combinando 9g. de hierro con 4 g. de azufre, aún así conseguimos 11 g. de
sulfato de hierro, pero sobran 2 g. de hierro.
De la misma forma, al combinar 7 g. de hierro con 5 g. de azufre, vamos a
obtener también 11 g. de sulfato de hierro, pero ahora nos sobrará 1 g. de
azufre.
Observa que, en esta combinación, la cantidad de hierro y azufre puede ser
diferente de 7 g. y 4 g., respectivamente, pero ambas substancias
reaccionan siempre en la relación de 7 a 4.
Esta relación se basa en la formulación química y en las masas de cada
elemento que son distintas…lo veremos en próximos cursos.
Sulfuro de hierro II (FeS)
Azufre (S) + Hierro(Fe)

19. Proceso de Haber
En química, la reacción de nitrógeno e hidrógeno en
estado gaseoso para producir amoníaco se conoce como el proceso
de Haber o proceso de Haber - Bosch
La importancia de esta reacción radica en la dificultad de
producir amoníaco a un nivel industrial. ¿Por qué?
Cambios Químicos
Fuente .- wikipedia
Alrededor del 78,1% del aire que nos rodea es
nitrógeno molecular, N2. El elemento como molécula diatónica
gaseosa es muy estable y relativamente inerte debido al enlace
triple que mantiene los dos átomos fuertemente unidos.
No fue sino hasta los primeros años del siglo XX
cuando este proceso fue desarrollado para obtener nitrógeno del
aire y producir amoníaco

20. Cambios Químicos
En la reacción de formación del Amoníaco...
Nitrógeno (N2 ) + Hidrógeno(H2)
Amoníaco (NH3)
322 2NH3HN 
amoníacohidrógenonitrógeno
34g6g28g 
productosreactivos
34g34g 

21. Proceso de Haber
Esquema del proceso de Haber o proceso de Haber - Bosch
Cambios Químicos
Fuente .- wikipedia
El amoníaco, al unirse con el oxígeno (oxidación) forma compuestos nitritos
y nitratos.
Estos compuestos son necesarios para la obtención de ácido nítrico (HNO3) y
fertilizantes (ejemplo: nitrato de amonio (NH4NO3)).

22. Obtención del Ácido Clorhídrico (Cloruro de hidrógeno)
Industrialmente se obtiene mediante la síntesis directa del cloruro de
hidrógeno a partir del cloro e hidrógeno y de su posterior disolución en agua. Para
evitar que el proceso se desarrolle con violencia, dado el carácter explosivo de la
reacción entre el cloro y el hidrógeno, los dos gases se mezclan en el mismo
momento en que ha de producirse la reacción, lo cual se logra haciendo pasar una
corriente de cloro gaseoso a través de una llama de hidrógeno.
Cambios Químicos
Fuente .- Educared
Algunas Aplicaciones.
• Reactivo para la elaboración de colorantes y tintas.
• Agente blanqueador de grasas y aceites.
• Reactivo para la elaboración de fertilizantes.
• Acidificante y activador de pozos petroleros.
• Agente acidificante, neutralizante y reactivo en procesos de teñido,
mercerizado e impresión en la industria textil.
• En la fabricación de productos varios de limpieza.
• Interviene en el proceso de obtención de la cerveza.
• En el proceso de refinación de aceites.
• Utilizado en el tratamiento de aguas industriales y de potabilización de
agua.

23. Cambios Químicos
En la reacción de formación del Amoníaco...
Cloro(Cl2 ) + Hidrógeno(H2)
Cloruro de hidrógeno(HCl)
2HClHCl 22 
amoníacohidrógenonitrógeno
34g6g28g 
productosreactivos
34g34g 

24. Cambios Químicos
Sulfato de hierro(Fe SO4) + Hidrógeno(H2)
Reacción de formación de una sal oxoácida
Azufre en (H2 SO4) + Hierro(Fe)
2442 HFeSOFeSOH 
Otras reacciones…
22 HZnCl2HClZn 
222 2ClO2HO4HCl 
NaOHOHONa 22 2
322 O2Al3O4Al 
22 COOC 
O2HO2H 222 

25. Industria Química.
La industria química realiza la extracción y procesamiento de las
materias primas tanto naturales como sintéticas. En nuestra vida cotidiana
podemos encontrar numerosos productos químicos, tales como combustibles,
pinturas, cosméticos, conservantes, edulcorantes, medicinas, etc.
La industria química transforma las sustancias proporcionándoles
características diferentes de las que tenían originalmente, para satisfacer las
necesidades de las personas y mejorar su calidad de vida.
Su objetivo principal es elaborar un producto de buena calidad con el
costo más bajo posible, y tratando de ocasionar el menor daño posible al medio
ambiente.
Cambios Químicos
Fuente .- Educared

26. La industria química es muy variada, ya que abarca un amplio espectro de
empresas dedicadas a diferentes campos pero donde la química es el nexo
de unión.
Dentro de los recursos tenemos:
• combustibles sólidos como el carbón, líquidos como el petróleo o
gaseosos como el gas natural,
• minerales como la pirita (sulfuro de hierro) , cal, sales,
• productos vegetales como aceites y animales como grasas para obtener
jabones, etc.
Cambios Químicos
Fuente .- Educared
Foto.- Empresa Reganosa,
almacena y distribuye Gas Natural

27. Su proceso de producción puede llegar a ser muy
complejo, por lo que el valor añadido es mayor y no
dependen tanto de una localización cercana a los
recursos. Además los productos químicos necesitan
de unas condiciones de transporte y
almacenamiento muy especializadas. Sus
trabajadores deben de estar altamente calificados.
Una comparativa puede ser la siguiente…
Cambios Químicos
Fuente .- Educared
L
€1,27Precio
L
€0,36Precio GasolinaacomparativPetróleo  

28. Los productos más comunes que proporciona son: fertilizantes, colorantes,
explosivos, plásticos, gomas, caucho, detergentes, aislantes, fibras
artificiales, productos fotográficos, productos farmacéuticos, etc. El refinado
de petróleo es un tipo de industria química especial que proporciona
muchos productos. Todas ellas son potencialmente muy peligrosas, por lo
que suelen ubicarse lejos de las poblaciones.
Cambios Químicos
Diseño 3D de una
Planta Petroquímica
Fuente .- Educared

29. Tipos de industria química
Sus instalaciones se encuentran repartidas por todo el país, especialmente
concentradas en Puertollano, Barcelona, Bilbao, Zaragoza, Cartagena y, de
forma significativa, en Huelva.
Los principales productos del subsector son:
• Acido sulfúrico: empleado en la fabricación de fertilizantes.
• Acido fosfórico: empleado en la fabricación de fertilizantes.
• Amoniaco: empleado en la fabricación de fertilizantes
• Cloro: empleado en la fabricación de plásticos y disolventes.
• Sosa : empleado en la fabricación del Rayón y en el afino del Plomo
para obtener Zinc.
Cambios Químicos
Industria química de base: Utilizan las materias
primas básicas y elaboran productos intermedios
que, a su vez, sirven de materia prima para otras
industrias . Quizás sea el subsector de más
tradición en España, por su antigüedad y madurez,
habiendo sido, en su momento, el más importante
de todo el sector Químico.ELNOSA
Fuente.- Faro de Vigo
Fuente .- Educared

30. Cambios Químicos
Electroquímica del Noroeste, S.A.U. (ELNOSA) es una empresa dedicada
a la producción de cloro, sosa cáustica, ácido clorhídrico, hipoclorito sódico
e hidrógeno y comercializadora de estos y otros productos químicos.
ELNOSA Fuente.- La Voz de Galicia

31. Industrias químicas de transformación: Están destinadas al consumo
directo de las personas, emplean como materias primas los productos
elaborados por las industrias químicas de base.
Cambios Químicos
Ejemplo.- poliéster (C10H8O4) es una resina plástica provenientes de
fracciones pesadas del petróleo que se obtiene mediante una reacción
química y que es muy resistente a la humedad y a los productos químicos.
Con el poliéster se construyen piscinas.
POLIESTER HERMIDA
O Carballiño

32. La química fina, como se le denomina a este sector industrial, comprende
numerosas industrias especializadas (medicamentos, fertilizantes,
plaguicidas, colorantes, etc..).
Cambios Químicos
Detergentes
Materiales plásticos
Medicamentos
Fuente .- Educared

33. Materias Primas
Materia prima natural, es aquella que se obtiene del medio ambiente, como
son: el agua, el aire, el petróleo, el azufre, el carbón y los minerales
(madera, Gas Natural, etc.)
Materia prima sintética, es aquella que esta conformada por sustancias
químicas como: ácido sulfúrico, amoniaco, cloro, benceno, y otros
compuestos, que sirven para obtener fertilizantes, pinturas plásticas, etc.
Cambios Químicos
Fuente .- Educared
Materia prima de recuperación, son los compuestos capaces de ser
reciclados para volver a usarse en las industrias químicas. Tales como:
papel, vidrio, cartón, etc.
Molécula de
Ácido sulfúrico
Molécula de
Amoníaco

34. Tipos de energía
Una industria puede usar según la finalidad de su producto distintos tipos
de energía para la realización de sus procesos. Los principales tipos de
energía son.
Eléctrica: Se usa en todas las industrias para realizar procesos sofisticados
y esta es cada vez más importante.
Nuclear: Este es el tipo de energía más económico disponible, con esta se
puede elegir el sitio más conveniente y estas centrales no están limitadas
por circunstancias geográficas ni climáticas.
Lo único malo es que se tiene que disponer de instaladores de alta energía
con el objeto de evitar la contaminación o irradiación de radioactivos.
Térmica: Es la que se emplea en hornos para derretir metales u otros
compuestos para darle forma u amoldarlos.
Cambios Químicos
Fuente .- Educared

35. Impacto ambiental
El incremento del desarrollo industrial y el descubrimiento de sustancias
nocivas provenientes de la actividad industrial, han creado la necesidad de
alarma y vigilancia y por lo tanto estas deben cumplir unas medidas
anticontaminantes que eviten el desequilibrio ecológico. Los desechos
sólidos se deben colocar en lugares apropiados y los gases tóxicos se
deben evitar usando filtros.
Cambios Químicos
Principales agentes contaminantes
Dióxido de carbono: se origina en los procesos de combustión de la
producción de energía de las industrias.
Monóxido de Carbono: se origina en los procesos de combustión
incompleta
Dióxido de Azufre: es el humo de las centrales eléctricas y de las fábricas.
Óxidos de Nitrógeno: producido por el uso excesivo de fertilizantes.
Fuente .- Educared

36. Fin de Tema
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