Reacciones quimicas

PROCESOS FÍSICOS Y QUÍMICOS
CAMBIOS FÍSICOS
Las sustancias mantienen su
naturaleza y sus propiedades
esenciales, es decir, siguen
siendo las mismas sustancias.
Ej.: Rotura de una botella de
vidrio, fundición de la
mantequilla, ebullición de N2 (g).
CAMBIOS QUÍMICOS
Las sustancias cambian su
naturaleza, se transforman en
otras distintas, que tienen
propiedades diferentes.
Ej.: Oxidación de hierro para
formar herrumbre, respiración,
combustión de la madera en una
hoguera.

REACCIONES QUÍMICAS
Las reacciones químicas son cambios químicos, en ellas unas
sustancias desaparecen y se transforman en otras distintas.
Por ejemplo, al arder metano (CH4) con oxígeno (O2) se forma
dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O), sustancias distintas a las
anteriores.
A los componentes que entran en reacción se les llama
REACTIVOS y a los obtenidos PRODUCTOS.

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 y a la
derecha se escriben las fórmulas de los productos, separadas
por una flecha.
También pueden contener información sobre el estado físico de
las sustancias y sobre las condiciones de la reacción.

Descomposición de carbonato de calcio:
CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g)
Δ

Las ecuaciones tienen que estar ajustadas, 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.
C2H5OH + 3 O2 2 CO2 + 3 H2O

Combustión de trietilenglicol:
C6H14O4 + ___ O2 ___ CO2 + ___ H2O
Reacción de aluminio con ácido clorhídrico:
___ Al + ___ HCl ___ AlCl3 + ___ H2

Combustión de pentano:
C5H12 + ___ O2 ___ CO2 + ___ H2O
Reacción de monóxido de nitrógeno con oxígeno:
___ NO + ___ O2 ___ NO2

TEORÍA DE COLISIONES
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.

TEORÍA DEL ESTADO DE TRANSICIÓN
Todas las reacciones químicas pasan por un estado de transición de
máxima energía, denominado complejo activado que es un
agregado constituido por las moléculas reaccionantes y en el que
algunos de los enlaces primitivos se han relajado (o incluso roto) y
se han empezado a formar nuevos enlaces. Es un estado intermedio
muy inestable originando los productos de reacción.

Para que se forme el complejo activado, es necesario que las
moléculas choquen. Puede ocurrir que dos moléculas choquen
entre sí y no se produzca reacción alguna y entonces se dice que el
choque no es eficaz.
Para que un choque entre moléculas sea eficaz es necesario que las
moléculas tengan energía cinética suficiente para romper o
debilitar adecuadamente sus enlaces y deben chocar con una
orientación adecuada.

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 transcurren lentamente.

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.

Los factores que determinan la velocidad de reacción son:
- Naturaleza de los reactivos.
- Concentración de los reactivos.
- Estado físico de los reactivos.
- Temperatura y uso de catalizadores.

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.

ENERGÍA EN LAS REACCIONES QUÍMICAS
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 o se
desprende en la reacción. Si el sistema químico disminuye su
energía, la comunica al medio ambiente, y si la aumenta, es porque
la ha absorbido de él.

ENERGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
R. EXOTÉRMICAS R. ENDOTÉRMICAS
REACTIVOS
PRODUCTOS
E
REACTIVOS
PRODUCTOS

LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MASA
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).
Ley de Lavoisier

CÁLCULOS 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.

Ej. 17, p. 137
Sabemos que 2 g de sodio se combinan exactamente con 3,08 g de
cloro para dar cloruro de sodio:
Na (s) + Cl2 (g) → 2 NaCl (s)
a) ¿Qué masa de cloruro de sodio se obtiene?
b) ¿Qué sucede si hacemos reaccionar 3,08 g de cloro con 2,25 g
de sodio?
c) Calcula el porcentaje de cloro y de sodio en el NaCl.

Ej. 18, p. 137
Se comprueba de forma experimental que 3,2 g de azufre
reaccionan totalmente con 20 g de mercurio para dar sulfuro de
mercurio. Calcula:
a) La cantidad de sulfuro de mercurio obtenido.
b) La masa de azufre necesaria para reaccionar completamente
con 5 g de mercurio.
c) La masa de mercurio necesaria para reaccionar
completamente con 10 g de azufre.
d) El porcentaje de azufre y mercurio.

Ej. 20, p. 137
Al calentar 0,500 g de Fe pulverizado al paso de una corriente de
Cl2 gaseoso, se obtienen 1,452 g de FeCl2. Calcula:
a) La masa de cloro que ha reaccionado.
b) La relación entre las masas de Fe y Cl que reaccionan.
c) La masa de cloro necesaria para reaccionar completamente
con 1,5 g de hierro pulverizado.

Ej. 21, p. 137
Cuando se queman en el aire 1,010 g de cinc se obtienen 1,257 g
de óxido de cinc. Calcula:
a) La masa de oxígeno que ha reaccionado con el cinc.
b) El porcentaje de oxígeno y de cinc que hay en el ZnO.

Ej. 23, p. 137
Se añade agua a 40 kg de óxido de calcio (cal viva) hasta obtener
52,8 kg de hidróxido de calcio (cal apagada). La ecuación ajustada
de la reacción es:
CaO (s) + H2O (l) → Ca(OH)2 (ac)
¿Qué cantidad de agua ha sido necesaria para llevar a cabo esta
reacción?

TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS
SÍNTESIS O COMBINACIÓN:
Dos o más sustancias reaccionan para dar otra más
compleja.
A + B AB

DESCOMPOSICIÓN:
Una sustancia se descompone formado dos sustancias o más
simples.
AB A + B

DESPLAZAMIENTO O SUSTITUCIÓN:
Uno de los elementos de un compuesto es sustituido por
otro elemento.
AB + X AX + B

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.

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 relacionado con la diferencia
de solubilidad que presentan los reactivos y los productos de la
reacción.

OXIDACIÓN-REDUCCIÓN (REDOX):
Consiste en la transferencia de electrones de una especie
química, llamada agente reductor, a otra, llamada agente
oxidante.

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.

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