Unidad 2: REACCIONES QUÍMICAS
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-Índice:
1. Leyes ponderales y de magnitudes químicas.
2. Estequiometría.
3. Cinética química.
4. Termoquímica.
5. Reacciones ácido-base.



1. Leyes ponderales y de magnitudes químicas.


·Leyes ponderales de los cambios químicos.
Ley de la conservación de la masa, descubierta por Lavoisier y con ella comprobó que con cualquier cambio químico la masa se conserva.
Debido a esto en cualquier cambio químico las moléculas cambian pero el número y la clase de átomos se conservan.
Ley de las proporciones constantes es otra ley que sirve para comprender los cambios químicos y que fue descubierta por Proust.
Se basa en que cuando dos o mas sustancias se combinan para formar otras lo hacen siempre en una proporción de masas constantes

Por ejemplo: Supongamos que mezclamos hidrógeno y oxígeno para formar agua. El hidrógeno tiene masa 1 y el oxigeno tiene masa 16; para formar agua mezclamos dos átomos de hidrogeno con 1 átomo de oxígeno con lo cual necesitamos una relación de masa de 16/2. Si lo simplificamos si podemos así que debe tener una relación de masa de 8/1.

·Magnitudes Químicas.
Para saber lo que son las magnitudes químicas, primero tenemos que saber lo que es una magnitud. Una magnitud es una característica de un cuerpo que se puede medir, por ejemplo, el volumen, la masa, etc.
-Las magnitudes químicas básicas parea comprender los cambios químicos son: la masa molecular, la masa atómica, concepto de mol y la masa molar.




La masa atómica.
Gracias a la masa atómica podemos medir la masa de los elementos que reaccionan para dar un determinado compuesto, y basándonos en la ley de Proust establecer proporciones entre ellas (escala de masa relativa).

La masa molecular.
Es la suma de la masa de los átomos que suman la molécula.

Concepto de mol.
Es la cantidad de sustancia de 6’022 x 10(23) partículas. Cantidad de sustancia o cantidad química, n, y una unidad para la medida es el mol.

Masa molar.
La masa molar, M, de una sustancia es la masa molecular expresada en gramos su unidad es: G/mol.













2. Estequiometría.

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·Cálculos estequiométricos.
Son ecuaciones químicas ajustadas que representan las sustancias que intervienen, los reactivos y productos, y las cantidades y proporciones.
Los cálculos estequiométricos tienen dos aspectos:
-Aspecto cualitativo: toda sustancia reacciona para dar dos a mas sustancias o elementos.

-Aspecto cuantitativo: nos indican las cantidades en que reaccionan las escalas. Hay dos escalas, macroscópicas y microcospicas:
*Microscópicas: en ellas las moléculas de un elemento reaccionan con las moléculas de otro elemento para formar moléculas de otro elemento nuevo.

*Macroscópicas: en ellas moles de un elemento reaccionan con moles de otro elemento para formar moles de otro elemento nuevo. También se pueden representar aparte de en moles, en gramos o en litros.



·Leyes volumétricas de los cambios químicos.
Se basa en que los volúmenes de todas las sustancias gaseosas que intervienen en un cambio químico están en una relación de números sencillos (ley de los volúmenes de combinación).
Volúmenes iguales de gases, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de moléculas (ley de Avogadro).


Ajuste de las ecuaciones químicas
Para ajustar una ecuación química hay que seguir el orden siguiente:
  • Primero se ajustan los átomos de los metales, teniendo prioridad los más pesados.
  • A continuación se ajustan los no metales, teniendo también prioridad los más pesados.
  • Se revisa, si es necesario, el ajuste de los metales.
  • Se comprueba el ajuste contando los átomos de hidrógeno y de oxígeno que intervienen.
Por ejemplo, para ajustar la reacción:
BaCl2 + Na2SO4 -> NaCl + BaSO4
siguiendo el orden indicado:
  • Se empieza por el metal Ba, que es el más pesado. Como en ambos miembros hay un átomo de bario, no es necesario ajustarlo. Se sigue por el otro metal, el Na.
Dado que en el miembro de la izquierda hay dos átomos de Na debemos poner un 2 delante del NaCl de la derecha, quedando:
BaCl2 + Na2SO4 -> 2 NaCl + BaSO4
  • Se siguen ajustando los no metales: cloro y azufre. Como ambos ya están ajustados y en ambos miembros existe igual número de átomos de oxígeno, se puede considerar que la reacción ya está completamente ajustada.





















3.Cinética química.

·Velocidad de reacción.
Es la rapidez con la que una sustancia (reactivo) se transforma en otra (producto).

·¿De qué depende la velocidad de reacción?
Según la teoría cinético-molecular la materia esta formada por partículas que al chocar entre ellas en la dirección adecuada y con la energía suficiente se repelen y se convierten en átomos libres; al chocar estos entre si pueden formar nuevos enlaces recombinandose de otros modos y formar nuevas sustancias. Los factores que influyen en la velocidad de reacción son aquellos que permiten el contacto entre las partículas reaccionantes y facilitan el contacto entre las partículas reaccionantes.
Los factores son:
-Concentración: la velocidad de reacción aumenta con la concentración.
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- concentración + concentración
- choques + choques
- velocidad de reacción + velocidad de reacción
-Grado de división: la velocidad de reacción aumenta con el grado de división.

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+ presión => + concentración => + choques => + velocidad de reacción.
-Temperatura y presión: la velocidad de reacción aumenta con la temperatura y/o la presión.

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-Catalizadores: son sustancias que se añaden a los sistemas en reacción para aumentar la velocidad del cambio, pero quedan inalterados al final de ella.
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-Naturaleza de los reactivos: las reacciones químicas suponen la rotura y formación de enlaces, por tanto, a de influir necesariamente la naturaleza de los reactivos.
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-Luz: la luz es una forma de energía, algunas reacciones al ser iluminadas se producen mas rápidamente, en general la luz arranca electrones de algunos átomos formando iones.
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4.Termoquímica.
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La termoquímica estudia cuantitativamente los intercambios de energía que generan los procesos químicos.
·Cambios químicos y energía:
Los enlaces de las sustancias que forman reactivos han de romperse para liberar los átomos o los iones.
Es un proceso endotérmico, es decir, que expulsa energía.
Cuando la reacción libera o desprende energía térmica o calor.

·Calor de reacción:
-Exotérmica: en ella el balance total de energía es positiva y se desprende calor.
Parte de la energía liberada se invierte en seguir rompiendo enlaces en los reactivos.
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-Endotermica: en ella el balance de energía es negativo porque los productos obtenidos tienen mayor energía que los reacctivos.
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·Ecuaciones termoquímicas:
-Las ecuaciones termoquímicas:
En las ecuaciones termoquímicas se presenta además de los productos y reactivos la energía que se invierte en el proceso químico y el estado en que se encuentran las sustancias.
·Energía de activación:
La energía de activación es la energía que se utiliza para romper enlace en los reactivos y se inicia una reacción. Una vez iniciada la reacción si es exotérmica la energía desprendida en ella puede ser suficiente para mantener el proceso. Las consecuencias de este comportamiento son esenciales en la naturaleza.
















5. Reacciones ácido-base.
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Los ácidos y las bases son grupos de sustancias con propiedades semejantes, tienen avidez por el agua, que al disolverse, desprende gran cantidad de vapor. Todos ellos son corrosivos, salvo los orgánicos.
·Propiedades de las sustancias ácidos y bases.
En el siglo XVII Boyle clasifico los ácidos por su sabor acido, producir efervescencia en los carbonatos, etc…
A las bases las llamó álcalis.
-Propiedades características de los ácidos:
-Son sustancias que poseen un sabor agrio.
-Enrojecen la tintura del tornasol y decoloran la disolución de fenolftaleína.
-Reaccionan con muchos metales formando sales y desprendiendo hidrogeno. Reaccionan con los carbonatos formando una sal, dióxido de carbono y agua.
-Propiedades características de las bases:
-Son sustancias que poseen un sabor caustico y son suaves al tacto.
-Azulean la tintura de tornasol y enrojecen la disolución de fenolftaleína.

*Las propiedades de los acidos y de las bases desaparecen cuando reaccionan entre si en las proporciones adecuadas; son las llamadas reacciones de neutralización.

·Teoria de Arrhenius de ácido y base:
Las moléculas de los acidos, hidracidos y oxácidos tienen un elemento común: el hidrogeno; que según la teoría de Arrhenius:
-Ácido es toda sustancia que al disolverse en agua se disocia liberando iones e hidrogeno.
-Base es toda la sustancia que en disolución acuosa se disocia liberando iones hidróxido (OH-)

·Neutralización
Cuando un acido reacciona con una base se produce su neutralización al unirse los iones (H+) y los (OH-) para formar moléculas de agua sin disociar.
Ácido + Base-> sal + agua.

-NOMENCLATURAS:

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http://www.eis.uva.es/~qgintro/esteq/esteq.htm

http:// www.quimicaweb.net/.../ tema6/index6.htm

http://www.hiru.com/es/kimika/kimika_01900.html

http://www.wikipedia.org/wiki/

http://www.amschool.edu.sv/Paes/science/leyes.htm

http://organica1.org/teoria.html


http://es.youtube.com