UD 5 La reacción química - … · Por el contrario, la oxidación del hierro o el deterioro del...
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CURSO2016/2017
Tema5.Lareacciónquímica
Físicayquímicapara2ºESO
Nombre………………………………………………………………………………………………………………………………………
ÍNDICE
1 Cambio físico y químico.
2 La reacción química.
3 Ley de conservación de la masa.
4 La energía en las reacciones.
5 Velocidad de reacción.
6 Tipos de reacciones químicas.
7 La química en nuestra vida.
1. Cambiofísicoyquímico
Cuando se ponen en contacto dos o más sustancias puras, puede ocurrir que: a) Se disuelvan. Ejemplo: sal + agua. b) No se disuelvan. Ejemplo: aceite + agua. c) Reaccionen. Ejemplo: aceite + sosa cáustica. Las señales que nos indican que, posiblemente, haya ocurrido una reacción química son: a) Cambio de temperatura: normalmente aumenta. b) Cambio de color. c) Desprendimiento de gases. d) Aparición de un precipitado: un precipitado es un sólido que se va al fondo del recipiente. e) Inflamación. f) Explosión.
EJERCICIO 1: Identifica qué tipo de transformación (física o química) ha tenido lugar en cada caso y nombra las sustancias iniciales y las finales en cada transformación: a) Encender una cerilla.
b) Añadir sal al gua.
c) Encender un tubo fluorescente.
d) Un helado se deshace con el calor.
e) Fusión del estaño.
f) Una pila alcalina haciendo funcionar un juguete.
g) Hacer una mayonesa.
Transformaciones químicas: en ellas desaparecen unas sustancias
y aparecen otras nuevas. Se denominan reacciones químicas.
Transformaciones físicas: aquellas en las que al inicio y al final del
proceso tenemos las mismas sustancias.
2. Lareacciónquímica
Los números delante de cada sustancia indican cuántos átomos o moléculas intervienen. El ajuste de las
ecuaciones consiste en determinar cuáles son los números que deben aparecer delante de cada sustancia.
Los números tienen que ser enteros y lo más pequeño posible.
EJERCICIO 2:
Realiza el ajuste de las siguientes ecuaciones: (Phet Interactive Simulations)
N2 + H2 NH3 H2O H2 + O2
CH4 + O2 CO2 + H2O HCl H2 + Cl2
PCl3 P4 + Cl2 N2 + O2 N2O
CH2O + H2 CH3OH C + O2 CO
CH4 + H2O H2 + CO SO2 + H2 S + H2O
C2H6 + Cl2 C2H5Cl + HCl CH4 + S CS2 + H2S
SO2 + H2 H2S + H2O
Se denomina reacción química al proceso por el cual unas sustancias,
denominadas reactivos, se transforman en nuevas sustancias, denominadas
productos.
Se denomina ecuación química a la representación de una reacción química:
hidrógeno + oxígeno agua
2 H2 + O2 2 H2O
“No desaparece ningún átomo, sólo se redistribuyen”.
REACTIVOS PRODUCTOS
3. Leydeconservacióndelamasa
Ejemplo: 4g+32g=36g 20g+160g =180g
EJERCICIO 3: Aplicando la ley de conservación de la masa, predice la masa del compuesto que falta:
HCl + NaOH NaCl + H2OMasa (g)
73 80 117
20 29,25 9
EJERCICIO 4: Comprobación de la Ley de la conservación de la masa.
Te proponemos que te sitúes en el papel de Lavoisier e intentes obtener su aportación a partir de tus experimentos. Recuerda que el uso de la balanza es fundamental. Ten en cuenta que la principal aportación del científico fue gracias al uso de este instrumento.
Fase I
Pesa en un vidrio de reloj 1 gramo de bicarbonato de sodio.
Toma 5 cm3 de vinagre.
Pesa el conjunto.
Vierte el sólido sobre el vinagre.
Vuelve a pesar el conjunto (incluido el vidrio vacío).
a. ¿Cuál es la concentración del bicarbonato de sodio en g/cm3 y en kg/L?
b. ¿Se ha mantenido la masa en el proceso?
c. Fíjate en lo sucedido durante la reacción y expón una hipótesis que explique el resultado.
Fase II
Repite el experimento, pero, en esta ocasión, utiliza un globo para contener el bicarbonato y verterlo en el erlenmeyer.
a. ¿Qué permite deducir el resultado del experimento?
2 H2 + O2 2 H2OMasa (g)
4 32 36
20 160 180
N2 + 3H2 NH3
Masa (g)
56 68
140 30
Antoine Lavoisier. En una reacción química ni desaparece ni aparece ningún
átomo, por lo que la masa de los reactivos es igual a la masa de los productos.
4. Laenergíaenlasreacciones
Como en una reacción química hay una reestructuración de átomos, esto implica:
Comparando ambas cantidades de energía en lo que se denomina balance energético, podemos encontrarnos en dos situaciones:
EJERCICIO 5: Si un proceso A→B es exotérmico, ¿cómo es el inverso B→A? Jus fica la respuesta con un gráfico.
EJERCICIO 6: El bicarbonato de sodio es conocido como la levadura química. Sometido a altas temperaturas se descompone, produciendo dióxido de carbono, que sirve para crear burbujas en la masa. ¿Su descomposición es un proceso endotérmico o exotérmico?
EJERCICIO 7: Guarda algunos restos de comida o de hojas en una bolsa de plástico cerrada de forma hermética durante dos días. ¿Cómo podrías analizar si la fermentación producida es un proceso endotérmico o exotérmico?
5. Velocidaddereacción
A tu alrededor puedes identificar infinidad de transformaciones químicas.
Algunas de ellas son muy rápidas, como la detonación de un petardo. Decimos que su cinética es rápida.
Por el contrario, la oxidación del hierro o el deterioro del papel suceden muy lentamente. Decimos que su cinética es lenta.
La velocidad a la que sucede un proceso depende de múltiples factores. Veamos dos de los más importantes.
5.1. InfluenciadelatemperaturaCuanto mayor es la temperatura de un proceso, mayor es la velocidad a la que sucede al moverse las partículas más rápido e interaccionar en más ocasiones.
EXPERIMENTA Agua que se descompone El agua oxigenada es un compuesto inestable que se descompone lentamente en agua y oxígeno. Toma dos vasos de precipitados y vierte 20 cm3 de agua oxigenada. Uno de ellos lo calientas suavemente y el otro no. ¿Qué observas?
5.2. Influenciadelaconcentración
Seguro que has observado que el zumo de naranja concentrado tiene un sabor más fuerte que el natural. Si la concentración mide la cantidad de sustancia presente por unidad de volumen, ¿tendrá influencia sobre la velocidad de reacción? PIENSA Y RAZONA
¿Por qué cuando un producto tóxico o irritante cae sobre la piel o en un ojo se debe verter mucha agua sobre la zona afectada?
Fíjate en la imagen de la derecha, ¿dónde crees que habrá más colisiones y, por tanto, mayor velocidad de reacción?
Cuanto mayor sea la concentración de un reactivo, mayor será la velocidad de reacción, al haber mayor cantidad de partículas disponibles para reaccionar.
EXPERIMENTA Eliminando colores Toma dos recipientes con la misma cantidad de lejía (cuidado con su manejo) y añade a uno de ellos dos vasos de agua. A continuación, sumerge un trozo de tela de color, preferentemente de algodón (no sintética). Puedes sustituir la tela por una hoja de acelga o cualquier otra planta.
Determina el tiempo que tarda en decolorarse en cada una de las disoluciones, y realiza un vídeo reportaje donde muestres lo sucedido y aportes tu explicación.
EJERCICIO 8: Busca información sobre la levadura química. ¿Cómo actúa?, y ¿cuál es su finalidad? EJERCICIO 9: Ya sabes que en una olla a presión la comida se hace antes que en un recipiente abierto. Relaciona este incremento de la velocidad con lo que les sucede a la temperatura y a la presión en el interior de un recipiente cerrado y al fuego. ¿Imaginas alguna condición o lugar donde la comida se cocine más lentamente? EJERCICIO 10: Es habitual guardar los alimentos en la nevera o incluso en el congelador. ¿A qué crees que es debido? ¿Qué significa la frase «no romper la cadena de frío» que aparece en múltiples alimentos congelados? ¿Qué significa el número de estrellas que aparecen en el congelador?
6. TiposdereaccionesquímicasSiguiendo el esquema, realiza un mural con las características principales de cada tipo de reacción y cita
ejemplos de cada uno.
7. Laquímicaennuestrasvidas
En este trabajo deben escribirse las reacciones siguientes, ajustarlas y explicar donde se producen y cuál es su función. Identifica en cada una de ellas los reactivos y los productos.
Saliva. Alguna de sus funciones que implique una reacción química.
Ácidos del estómago. ¿Cuál es el ácido gástrico? ¿Cuál es su función? Reacción química cuando se toma un antiácido.
Fotosíntesis. ¿Qué importancia tiene esta reacción para los seres vivos?
Respiración celular.
Combustión del metano, propano y butano. ¿Qué relación tienen estas combustiones con el efecto invernadero?
Producción de agua a partir de oxígeno e hidrógeno.
Formación de ozono en las tormentas.
Reacción que produce una la pastilla efervescente al entrar en contacto con agua. Recursos necesarios https://es.wikipedia.org/wiki/Saliva http://www.estrellasyborrascas.com/clima.php?ID=26 http://www.unav.es/blogs/es/cristina/contenido/%C2%BFcomo‐funciona‐una‐pastilla‐efervescente Formato e instrucciones de entrega Presentado como un documento de texto o PowerPoint.
Seguro que has oído o leído frases como «sin aditivos químicos» o «sin productos químicos». En la
unidad anterior has aprendido que toda la materia del universo está compuesta por átomos de un
centenar de elementos. En consecuencia, todos los productos que utilizamos y consumimos son
igual de «químicos».
Sin embargo, podemos diferenciar los materiales según su procedencia:
Naturales: obtenidos directamente de la naturaleza, como madera, algodón, roca o arcilla.
Artificiales: obtenidos a partir de un proceso tecnológico. Hay dos posibilidades:
o Manufacturados:
o Sintéticos: a partir de materiales manufacturados, como el caucho vulcanizado, o totalmente nuevos, como el plástico o las fibras sintéticas.
Actualmente, la síntesis de nuevas sustancias es una de las partes más importantes de la química.
Constantemente aparecen nuevas sustancias con propiedades cada vez más especiales y con
aplicaciones antes impensables.
Muchos aditivos son de origen natural mientras que otros son sintéticos. Realiza fotografías de las
etiquetas de cinco productos alimenticios, identifica sus conservantes, colorantes y demás aditivos
y averigua su origen natural o artificial.
Formato e instrucciones de entrega Presentado como un documento de texto o PowerPoint.