TEMA 7 .- LAS REACCIONES QUÍMICAS .1. CAMBIOS FÍSICOS Y CAMBIOS QUÍMICOS L a materia se puede someter a cambios: Cambios físicos: se producen cambios en sus propiedades, pero se sigue tratando de la misma sustancia. Son cambios reversibles: puedo volver a las condiciones iniciales. Por ejemplo: cuando cambio algún objeto de posición (puedo volver a colocarlo donde estaba al principio), o cuando congelo agua (la puedo volver a descongelar). Cambios químicos: son cambios mucho más profundos. Las sustancias se convierten en otras completamente nuevas, con propiedades diferentes. Se llaman también reacciones químicas. A las sustancias iniciales se les llama reactivos y a las finales productos. Se separan unas de otras con una flecha. Reactivos Productos Las ecuaciones químicas son las representaciones simbólicas y abreviadas de una reacción química. Entre paréntesis aparece el estado físico (sólido, líquido, gas) en el que se encuentran las sustancias que intervienen. CAMBIOS QUÍMICOS COTIDIANOS
La oxidación (del hierro, de una manzana…). El papel que se amarillea. La carne que cambia de color (más blanquecino) al cocerla. La combustión. La mayor parte de los procesos biológicos, como por ejemplo la respiración celular.
.2. ¿QUÉ OCURRE EN UNA REACCIÓN QUÍMICA?
En una reacción química se producen choques entre las moléculas de los reactivos. Al chocar se rompen los enlaces de dichas moléculas. Los átomos se enlazan de otra manera diferente formando otras moléculas distintas (los productos).
Para que los choques sean eficaces y se rompan 1
los enlaces, es necesario que las moléculas se muevan con la suficiente energía y que los choques se produzcan en la dirección adecuada.
.3. LA CONSERVACIÓN DE LA MASA EN LAS REACCIONES QUÍMICAS El principio de Lavoisier (en honor a ese físico) o ley de conservación de la masa dice: “En toda reacción química se conserva la masa, es decir, la suma delas masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos”. Dalton formuló una teoría que explicaba esto diciendo que el número de átomos de cada elemento es el mismo en los reactivos y en los productos. Por este motivo hay que ajustar las ecuaciones químicas, es decir, se añaden los coeficientes necesarios delante de las moléculas para que haya el mismo número de átomos en los reactivos y en los productos. Para ajustar una ecuación química hay que tener en cuenta lo siguiente:
El coeficiente afecta a todos los átomos que forman la molécula. Las fórmulas no se pueden cambiar. No se pueden añadir fórmulas nuevas.
.4. ASPECTOS ENERGÉTICOS DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Las sustancias llevan almacenada energía química. Cuando se produce un cambio químico, la energía puede aumentar o disminuir.
Atendiendo a la energía, hay dos tipos de reacciones:
Reacciones endotérmicas: son aquellas que absorben energía. La energía se escribe con los reactivos, y si se escribe fuera de la ecuación es positiva. Reacciones exotérmicas: son las que desprenden energía. La energía se escribe con los productos, y si se escribe fuera de la ecuación es negativa.
Una ecuación termoquímica es una ecuación química que incluye también la energía.
.5. INFORMACIÓN QUE PROPORCIONA UNA ECUACIÓN QUÍMICA AJUSTADA 2
Las fórmulas de los reactivos y productos y su estado físico (s,l,g). El número de átomos de cada elemento que interviene. El número de moléculas, número de moles, y en el caso de los gases, el volumen. Viene dado por los coeficientes de ajustar la reacción.
.6. REACCIONES DE DESCOMPOSICIÓN Una reacción de descomposición consiste en la ruptura de un único reactivo para formar dos o más productos. Ejemplos:
2Ag2O 4 Ag + O2 CaCl2 Ca + Cl2
.7. REACCIONES DE SÍNTESIS Las reacciones de síntesis son aquellas donde dos o más sustancias simples, elementos o compuestos, reaccionan para dar un único compuesto. Ejemplos:
Fe + S FeS MgO + H2O Mg(OH)2
.7. REACCIONES DE SUSTITUCIÓN Una reacción de sustitución o de descomposición siempre tiene el mismo número de reactivos que de productos. En ellas un elemento de un reactivo se sustituye o intercambia por un elemento del otro reactivo. Ejemplos:
Zn + CuSO4 Cu + ZnSO4 AgNO3 + KI AgI + KNO3
.8. REACCIONES DE COMBUSTIÓN Las reacciones de combustión son aquellas que cumplen estas tres condiciones: -
Uno de los reactivos es el oxígeno Son exotérmicas Producen gran cantidad de energía, generalmente en forma de luz y calor
Ejemplos:
CH4 + 2O2 CO2 + 2 H2O + 890,3 KJ 2C + O2 CO + 221 KJ
.9. UNAS SUSTANCIAS ESPECIALES: LOS ÁCIDOS Y LAS BASES Los ácidos son sustancias que disueltas en agua forman iones H+. Las bases son sustancias que disueltas en agua forman iones OH-.
.10. LAS REACCIONES DE NEUTRALIZACIÓN 3
Las reacciones de neutralización son aquellas en las que se unen un ácido y una base y forman una sal y agua: Ácido + base sal + agua Los iones H+ del ácido y los iones OH- de la base forman agua.
.11. SUSTANCIAS INDICADORAS Y pH Los indicadores son sustancias que cambian de color al entrar en contacto con un ácido o con una base.
Los ácidos tiñen el indicador de colores rojos, anaranjados o amarillos. Las bases tiñen el indicador de colores verde intenso, azules y morados. El pH de una disolución es un valor numérico comprendido entre 1 y 14. Mide la concentración de iones H+.
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