REACCIONES QUÍMICAS 3º ESO

¿ES MAGIA? NO. SON REACCIONES QUÍMICAS

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Amparo Arias Pacheco

¿MAGIA O CIENCIA?

La Química es una ciencia activa y en constante crecimiento, cuya importancia es vital en el mundo. Se encuentra presente en prácticamente todas las actividades de nuestra vida diaria. Por ejemplo, al alimentarnos, la comida nos proporciona energía que se produce mediante diferentes reacciones químicas dentro de nuestras células. Esta energía la usamos para correr, jugar, estudiar y trabajar, entre otras actividades. Otro ejemplo: en este momento puedes leer sin problemas gracias a que en tu cuerpo se está liberando energía proveniente de las reacciones químicas que, sin darte cuenta, se están generando en tu organismo.

¿Magia o Ciencia?

Los alimentos que consumimos (carne, leche, frutas y otros) son producto de reacciones químicas complejas. En la naturaleza, estas reacciones se efectúan diariamente en los organismos. Un ejemplo es la fotosíntesis. También se producen reacciones químicas en el proceso de fabricación de nuestra ropa (tintes, blanqueo, etc.-.), en la elaboración de medicamentos, productos de higiene, etc. En esta unidad vamos a dejarnos llevar por el sorprendente mundo de las reacciones químicas. "La realidad es una mera ilusión, aunque muy persistente". Albert Einstein

¿Magia o Ciencia?

¿Para qué podemos usar las reacciones químicas? ¿Cómo aplicarlas en nuestra vida cotidiana? Los experimentos químicos pueden dar pie a las situaciones más inesperadas. Esto queda bien demostrado en una serie de enorme éxito; The big bang theory, que narra las aventuras de un grupo de dos científicos superdotados, aunque un poco torpes en sus relaciones sociales...

¿Magia o Ciencia?

"The big bang theory Sheldon's revenge" es un fragmento que nos muestra uno de estos experimentos. En él, uno de los protagonistas prepara una reacción química con un objetivo muy especial. Sería interesante que te preguntaras "¿Qué ha ocurrido?"

Reacción de descomposición del agua oxigenada.

• Una reacción química es la manifestación de un cambio químico.
• En un cambio químico unas sustancias puras se transforman en otras diferentes.
• Todas las sustancias que diariamente utilizamos son productos de reacciones químicas, actuales o remotas, espontáneas o provocadas.
• De ahí la importancia de investigar las reacciones químicas para poder controlarlas.

• ¿Qué diferencia fundamental existe entre un cambio químico y uno físico?
• ¿Cómo sabemos que se ha producido una reacción química?
• ¿Qué ocurre en una reacción química?
• ¿Son todas las reacciones químicas iguales?
• Las reacciones químicas ¿cumplen algunas leyes?
• ¿Cómo se representan las reacciones químicas?
• ¿Qué influencia tienen en nuestra vida cotidiana y en nuestro entorno?

CAMBIOS FÍSICOS Y QUÍMICOS

Aunque las reacciones químicas forman parte de nuestra vida diaria, suelen pasarnos desapercibidas porque no tenemos un conocimiento científico de lo que está sucediendo. Eso no significa que todas las transformaciones de la materia sean cambios químicos.

• Ya sabíamos que en la materia a veces se producen cambios físicos y a veces cambios químicos.
• Un cambio físico es una transformación en la que no varía la naturaleza de la materia. Por ejemplo, los cambios de estado son cambios físicos.
• Un cambio químico es una transformación en la que varía la naturaleza de la materia. Por ejemplo, las combustiones son cambios químicos.

ACTIVIDAD. Clasificar los siguientes cambios físicos y químicos: Disolver azúcar en agua; freír una chuleta; arrugar un papel; hacer la digestión; secar la ropa al sol; congelar el agua de una botella; oxidar un clavo; quemar gasolina; hervir agua; respirar; doblar un hilo de cobre; inflar un globo.

¿QUÉ OCURRE EN UNA REACCIÓN QUÍMICA?

• En los cambios químicos o reacciones químicas se modifica la naturaleza de las sustancias que intervienen y se generan otras sustancias nuevas.
• Por ejemplo: la corrosión. Al contacto con el oxígeno del aire, parte del hierro se convierte en una nueva sustancia llamada óxido de hierro.

• En una reacción química, a las sustancias iniciales se llaman reactivos (R), mientras que a las nuevas sustancias obtenidas se llaman productos (P).
• Una reacción química se puede escribir de la siguiente manera: R1 + R2 → P1 + P2

• En una reacción química se produce una reorganización de los átomos presentes en los reactivos, para dar lugar a otras sustancias diferentes pero sin que “aparezcan” o “desaparezcan” átomos.
• Lo que ocurre es que al estar organizados de manera diferente forman sustancias diferentes.
• En el caso de la oxidación del hierro (corrosión), podremos escribir que: 2 Fe + 3 O2→2 Fe2O3

RECURSOS: https://www.lamanzanadenewton.com/materiales/aplicaciones/lrq/lrq_rq.html

TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS

Cuando transcurre una reacción química, hay un intercambio de energía con el medio exterior del sistema en el que ocurre la reacción química.

• En toda reacción química se absorbe o desprende energía (normalmente como calor o luz).
• En una reacción química se rompen los enlaces de los reactivos y se forman nuevos enlaces para dar lugar a los productos de la reacción.
• Al romperse enlaces se absorbe energía y al formarse enlaces se desprende energía.
• Según el balance energético final, las reacciones se clasifican en:

• Exotérmicas, cuando desprenden energía. La energía liberada en los nuevos enlaces que se forman es mayor que la empleada en los enlaces que se rompen. Ejemplo: Combustión.
• Endotérmicas, cuando absorben energía. La energía absorbida en los enlaces que se rompen es mayor que la desprendida en los enlaces que se forman. Ejemplo: Fusión del hielo.

RECURSOS: https://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/1000/1167/html/4_energa_en_las_reacciones_qumicas

TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS

• Reacciones de síntesis: 2 H2 (g) + O2 (g) → 2 H2O (l)

• Reacciones de descomposición: 2 HgO (s) → 2 Hg (g) + O2 (g)

• Reacciones de oxidación: 2 Fe (s) + O2 (g) → 2 FeO (s)

• Reacciones de combustión: C (s) + O2 (g) → CO2 (g) + energía

• Reacciones ácido-base (neutralización): HCl (ac) + NaOH (ac) → NaCl (ac) + H2O (l)

• Reacciones de precipitación: CuSO4 (ac) + NaOH (ac) → Na2SO4 (ac) + Cu(OH)2 (s)

• Reacción de los óxidos con el agua: SO3 (g) + H2O (l) → H2SO4 (ac)

• Desplazamiento del hidrógeno de los ácidos por los metales:

2 HCl (ac) + Mg (s) → MgCl2 (ac) + H2 (g)

¿CÓMO SE ESCRIBE UNA REACCIÓN O ECUACIÓN QUÍMICA?

• La reacción química se representa mediante la ecuación química.
• Ecuación química: Es la representación por símbolos de las sustancias que intervienen en el proceso químico.
• Es esencial que las reacciones estén ajustadas, es decir, que en los reactivos y en los productos haya el mismo número de átomos de cada elemento químico.

https://phet.colorado.edu/sims/html/balancing-chemical-equations/latest/balancing-chemical-equations_es_ES.html

Ejercicios de ajuste de ecuaciones químicas:

1. Comprobar que las siguientes reacciones químicas están ajustadas.a) C3H8 (g) + 5O2 (g) → 3CO2 (g) + 4H2O (l)b) 2Na (s) + 2H2O (l) → 2NaOH (ac) + H2 (g) c) 2KOH (ac) + H2SO4 (ac) → K2SO4 + 2H2O (l) d) 2Cu(NO3)2 (s) → 2CuO (s) + 4NO­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­2 (g) + O2 (g)

2. Ajusta las siguientes ecuaciones:a) NO (g) + O2 (g) → NO2 (g) b) N2O5 (g) → NO2 (g) + O2 (g) c) C6H12 (l) + O2 (g) → CO2 (g) + H2O (g) d) Al2O3 (s) + HCl (ac) → AlCl3 (ac) + H2O (l) e) NO2 (g) + H2O (l) → HNO3 (ac) + NO (g)

f) BaO2 (s) + HCl (ac) → BaCl2 (s) + H2O2 (l)g) Ag2SO4 (s) + NaCl (s) → AgCl (s) + Na2SO4 (s) h) KClO3 (s) → KCl (s) + O2 (g)

LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MASA O LEY DE LAVOISIER

El establecimiento de la Ley de Lavosier, a finales del siglo XVIII, fue una revolución en la en la historia de la Química; supuso el nacimiento de la Química moderna. Por ello, el fráncés Antoine-Laurent Lavoisier se le conoce como el padre de la Química.

ACTIVIDAD DE INVESTIGACIÓN SOBRE LAVOISIER Y SU APORTACIÓN A LA CIENCIA:

• Explicar de forma sencilla qué es la Ley de Conservación de la Masa o Ley de Lavoisier.
• Destacar la importancia de esta Ley.
• Encontrar ejemplos que sirvan para explicarla.
• Indicar 5 conceptos o palabras clave que sirvan para definir esta Ley.
• Otras aportaciones de Lavoisier a la química.

RECURSOS A CONSULTAR:

• Ley de Lavoisier: https://www.youtube.com/watch?v=aXtsG9RmvXM
• Ley de Lavoisier: https://www.aulafacil.com/cursos/fisica-y-quimica/fisica-y-quimica-3-eso/ley-de-conservacion-de-la-masa-ley-de-lavoisier-l26534
• Ley de Lavoisier: https://www.uv.es/madomin/miweb/leydelavoisier.html

• Lavoisier: https://youtu.be/nPMSSE7hiew

LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MASA O LEY DE LAVOISIER

"MATERIA NI SE CREA NI SE DESTRUYE, SOLO SE TRANSFORMA" "EN UNA REACCIÓN QUÍMICA LA SUMA DE LA MASA DE LOS REACTIVOS ES IGUAL A LA SUMA DE LA MASA DE LOS PRODUCTOS" "EN UNA REACCIÓN QUÍMICA LOS ÁTOMOS NO APARECEN NI DESAPARECEN, SE REORDENAN DE OTRA MANERA" "EN TODA REACCIÓN QUÍMICA LA MATERIA SE MANTIENE CONSTANTE"

https://labovirtual.blogspot.com/2016/07/ley-de-lavoisier.html

CONCEPTO DE MOL Y MASA MOLAR

• Como sabéis los átomos son la unidad fundamental de un elemento químico. La unión de dos o más átomos forman las moléculas.
• La unidad del SI que se utiliza para medir la cantidad de sustancia es el mol.

• Un mol es la cantidad de sustancia que contiene 6,023 x 10^23 partículas; esto es una constante que se llama número de Avogadro.
• Un mol de átomos contiene 6,023 x 10^23 átomos.
• Un mol de moléculas contiene 6,023 x 10^23 moléculas.

• La masa atómica es la masa de un átomo de un elemento y se expresa en unidades de masa atómica (u) o sin unidades.
• M (C)= 12 u. M (H)= 1 u. M (O)= 16 u.
• La masa molecular indica la masa de una molécula y se calcula a partir de la suma de las masas atómicas de los elementos que la forman.
• M (O2)= 16 x 2= 32 u. M (H2O)= 2 x 1 + 16= 18 u.
• La masa molar es la masa de un mol de sustancia y se expresa en g/mol.

Calcular el número de moles de una sustancia:n (nº de moles)= gramos sustancia/ masa molecular

EJERCICIOS LEY DE LAVOISIER

1. El ácido sulfhídrico (H2S) se puede obtener a partir de la siguiente reacción: FeS (s) + HCl (ac) → FeCl2 (ac) + H2S (g) a) Ajusta la ecuación química correspondiente a este proceso. b) Calcula la masa de ácido sulfhídrico que sé obtendrá si se hacen reaccionar 175,7 g de sulfuro de hierro (II). Datos Masas atómicas Fe = 55,85 ; S = 32 ;H = 1 ;Cl=35,5.

2. Tenemos la reacción: Ca (s) + HCl (ac) → CaCl2 (ac) + H2 (g)a) Ajústala b) ¿Qué masa de HCl se precisará para reaccionar con 20 g de Ca ? c) ¿Qué masa de CaCl2 se formará? Datos Masas atómicas Cl = 35,5; Ca= 40 ; H = 1

EJERCICIOS LEY DE LAVOISIER

3. El propano, C3H8, reacciona con el oxígeno para producir dióxido de carbono y agua. a) Escribe la reacción ajustada. b) ¿Cuántos gramos de propano y de oxígeno se necesitan para obtener 110 gramos de CO2? Datos Masas atómicas C = 12; S = 32 ; O = 16 ; H = 1.

4. En la siguiente reacción: HCl (ac) + Fe (s) → FeCl3 (s) + H2 (g)a) ¿Qué cantidad de HCl reaccionará con 10 g de Fe? b) ¿Qué masa de FeCl3 y H2 se formarán? Datos Masas atómicas Fe = 55,85 ; H = 1; Cl=35,5.

ACTIVIDAD FINAL

En grupos de 3 grabar un vídeo con 3 ejemplos de reacciones químicas que estén presentes en el día a día y explicar qué ocurre.