REACCIONES QUÍMICAS 4º ESO

Presentación elaborada en Impress de OpenOffice para tratar el tema de las reacciones químicas en la Física y Química de 4º de ESO. Aborda la definición de reacción química, desde el punto de vista macroscópico y microscópico, una clasificación de estas, indicadores de una reacción, velocidad de reacción, energía de las reacciones químicas, ecuaciones químicas y su ajuste, cálculos estequiométricos, ácidos y bases y reacciones redox.
Algunas diapositivas contienen animaciones, son las que explican paso a paso algún proceso, como ocurre con la explicación microscópica de la reacción química, el ajuste de ecuaciones químicas o la resolución de problemas de estequiometria; por ello es conveniente descargar la presentación al ordenador si se quiere sacarle más partido, sobre todo si se usa para la explicación del tema. Se puede descargar directamente desde el blog www.fqrdv.blogspot.com. Buscad en etiquetas fisicayquimica4º.

1. FÍSICA Y QUÍMICA 4º ESO

2. REACCIÓN QUÍMICAREACCIÓN QUÍMICA
SUSTANCIAS
INICIALES
NUEVAS
SUSTANCIAS
Se transforman en
REACTIVOS PRODUCTOS

3. ¿Qué ocurre con los átomos ¿Qué ocurre con los átomos
durante una reacción química?durante una reacción química?
I
I
H
H
IH
IH

4. ¿Qué ocurre con los átomos ¿Qué ocurre con los átomos
durante una reacción química?durante una reacción química?
I
1. SE ROMPEN ENLACES
I H
H
2. SE REORGANIZAN LOS ÁTOMOS
I
I
H
H
3. SE FORMAN NUEVOS ENLACES
IH
IH

5. INDICADORES DE UNA INDICADORES DE UNA
REACCIÓN QUÍMICAREACCIÓN QUÍMICA
CAMBIOS DE COLOR

6. INDICADORES DE UNA INDICADORES DE UNA
REACCIÓN QUÍMICAREACCIÓN QUÍMICA
APARICIÓN DE PRECIPITADOS

7. INDICADORES DE UNA INDICADORES DE UNA
REACCIÓN QUÍMICAREACCIÓN QUÍMICA
DESPRENDIMIENTO DE GASES

8. INDICADORES DE UNA INDICADORES DE UNA
REACCIÓN QUÍMICAREACCIÓN QUÍMICA
VARIACIONES DE TEMPERATURA

9. CLASIFICACIÓN DE LAS CLASIFICACIÓN DE LAS
REACCIÓNES QUÍMICASREACCIÓNES QUÍMICAS
●Reacciones de formación
●Reacciones de descomposición
●Reacciones de sustitución
●Reacciones de neutralización
●Reacciones redox

10. CLASIFICACIÓN DE LAS CLASIFICACIÓN DE LAS
REACCIÓNES QUÍMICASREACCIÓNES QUÍMICAS
REACCIONES DE FORMACIÓN (síntesis)
A + B → C
hidrógeno nitrógeno amoniaco
H
2
+ N
2
→ NH
3

11. CLASIFICACIÓN DE LAS CLASIFICACIÓN DE LAS
REACCIÓNES QUÍMICASREACCIÓNES QUÍMICAS
REACCIONES DE DESCOMPOSICIÓN
C → B + A
agua hidrógeno oxígeno
H
2
O → H
2
+ O
2

12. CLASIFICACIÓN DE LAS CLASIFICACIÓN DE LAS
REACCIÓNES QUÍMICASREACCIÓNES QUÍMICAS
REACCIONES DE SUSTITUCIÓN
AB + CD → AD + CB

RH + X
2
→ RX + HX

13. CLASIFICACIÓN DE LAS CLASIFICACIÓN DE LAS
REACCIÓNES QUÍMICASREACCIÓNES QUÍMICAS
REACCIONES DE NETRALIZACIÓN
(ácido-base)
Ácido + base → sal + agua

HCl + NaOH → NaCl + H
2
O

14. CLASIFICACIÓN DE LAS CLASIFICACIÓN DE LAS
REACCIÓNES QUÍMICASREACCIÓNES QUÍMICAS
REACCIONES REDOX
Oxidante + reductor → productos

O
0
2
+ Fe
0
→ Fe
+3
2
O
-2
3

15. VELOCIDAD DE REACCIÓNVELOCIDAD DE REACCIÓN
Algunas reacciones ocurren muy rápido:
Otras ocurren muy lentamente:

16. VELOCIDAD DE REACCIÓNVELOCIDAD DE REACCIÓN
La velocidad de reacción es la
magnitud que mide la rapidez
con la que ocurre un proceso
químico.

17. VELOCIDAD DE REACCIÓNVELOCIDAD DE REACCIÓN
TEORÍA DE LAS COLISIONES
● La reacción se produce por la colisión
entre las partículas que forman los
reactivos.
● Sólo las colisiones con la orientación
adecuada y la energía suficiente (para
romper los enlaces y formar enlaces
nuevos) darán lugar a los productos
(choques eficaces).

18. VELOCIDAD DE REACCIÓNVELOCIDAD DE REACCIÓN
TEORÍA DE LAS COLISIONES
I
I
HH
I
I
H
H
I
I
H
H
I
H
I
H
CHOQUE
NO
EFICAZ
CHOQUE
EFICAZ

19. VELOCIDAD DE REACCIÓNVELOCIDAD DE REACCIÓN
TEORÍA DE LAS COLISIONES
● Aumento de la temperatura.
● Agitación y mezcla eficaz de los
reactivos.
● Aumento de la concentración, presión o
superficie de contacto.
FACTORES QUE INFLUYEN EN
LA VELOCIDAD DE REACCIÓN

20. VELOCIDAD DE REACCIÓNVELOCIDAD DE REACCIÓN
CATALIZADORES
●Sustancias que aumentan significativamente la
velocidad de reacción.
●Importancia biológica e industrial.

21. ENERGÍA DE LAS ENERGÍA DE LAS
REACCIONES QUÍMICASREACCIONES QUÍMICAS
REACCIÓN
EXOTÉRMICA
Libera calor
al medio
REACCIÓN
ENDOTÉRMICA
Absorbe calor
del medio

22. ENERGÍA DE LAS ENERGÍA DE LAS
REACCIONES QUÍMICASREACCIONES QUÍMICAS
REACCIÓN
EXOTÉRMICA
La energía liberada por la
formación de enlaces en
los productos es mayor
que la empleada en la
ruptura de enlaces de los
reactivos.
REACCIÓN
ENDOTÉRMICA
La energía absorbida por
la ruptura de enlaces en
los reactivos es mayor que
la liberada en la formación
de enlaces de los
productos.

23. LEYES DE LAS REACCIONES QUÍMICASLEYES DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
CONSERVACIÓN DE LA MASA
La masa de los reactivos es igual a la
de los productos.

24. LEYES DE LAS REACCIONES QUÍMICASLEYES DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
LEY DE LAS PROPORCIONES DEFINIDAS
La masa de los elementos que se
combinan para formar un compuesto
guardan siempre la misma proporción.
H
2
+ O
2
→ H
2
O
1 g 8 g 9 g
2 g 16 g 18 g

25. LEYES DE LAS REACCIONES QUÍMICASLEYES DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
LEY DE LAS PROPORCIONES MÚLTIPLES
Las cantidades de un elemento que se
combinan con una cantidad fija de otro
para formar diferentes compuestos
están en una proporción de números
enteros sencillos.
Cobre oxígeno
Óxido de cobre (II) 100 g 25 g CuO
Óxido de cobre (I)100 g 12.5 g Cu
2
O

26. ECUACIÓN QUÍMICAECUACIÓN QUÍMICA
REACTIVOS PRODUCTOS
NO + O
2
→ NO
2
Monóxido de nitrógeno + oxígeno → dióxido de nitrógeno
La anterior ecuación no está completa. Hay 3
átomos de nitrógeno en los reactivos y sólo dos
en los productos.
No se cumple la conservación de la masa

27. ECUACIÓN QUÍMICAECUACIÓN QUÍMICA
REACTIVOS PRODUCTOS
2 NO + O
2
→ 2 NO
2
Monóxido de nitrógeno + oxígeno → dióxido de nitrógeno
Para ajustar la ecuación usamos coeficientes
estequiométricos, delante de las fórmulas, para
indicar el número de moléculas que intervienen.

28. ECUACIÓN QUÍMICAECUACIÓN QUÍMICA
NO + O
2
→ NO
2
2 2

29. ECUACIÓN QUÍMICAECUACIÓN QUÍMICA
AJUSTE DE ECUACIONES QUÍMICAS
●1º intentaremos ajustar los elementos que
aparezcan en un solo compuesto a cada lado
de la reacción.
●Cuando uno de los reactivos o productos sea
un elemento libre se ajustará en último lugar.
●Los grupos de átomos que no se modifiquen se
ajustarán como una unidad.
●Se pueden usar coeficientes fraccionarios y
eliminarlos multiplicando por el común
denominador.

30. CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOSCÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS
CANTIDAD DE MATERIA: EL MOLEL MOL
●Es la unidad de cantidad de sustancia del
Sistema Internacional.
●Un mol de cualquier sustancia equivale a
una determinada cantidad fija de
partículas de ella (concretamente 6,022 ·
10
23
partículas, un número enorme, que
representamos por N
A
).

31. CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOSCÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS
CANTIDAD DE MATERIA: EL MOLEL MOL
●Como, en general, las partículas de una
sustancia tiene una masa diferente a las de
otras sustancias un mol tiene masas diferentes
según la sustancia (pero igual número de
partículas).
●La masa del mol (masa molar) se escogió de
manera que coincide con una cantidad de
gramos igual al número que indica la masa de
una partícula de esa sustancia en unidades de
masa atómica.

32. CÁLCULOS ESTEQUIMÉTRICOSCÁLCULOS ESTEQUIMÉTRICOS
CANTIDAD DE MATERIA: EL MOLEL MOL
EJEMPLO:
●La masa atómica del oxígeno es 16 u.
●Una molécula de oxígeno (O
2
) pesará:
●16 x 2 = 32 u
●32 g de oxígeno (O
2
) son 1 mol de O
2
.
●Contienen 6,022 · 10
23
moléculas de O
2
.

33. CÁLCULOS ESTEQUIMÉTRICOSCÁLCULOS ESTEQUIMÉTRICOS
CANTIDAD DE MATERIA: EL MOLEL MOL
EJEMPLO:
●La masa atómica del hidrógeno es 1 u.
●Una molécula de hidrógeno (H
2
) pesará:
●1 x 2 = 2 u
●2 g de hidrógeno (H
2
) son 1 mol de H
2
.
●Contienen 6,022 · 10
23
moléculas de H
2
.

34. CANTIDAD DE MATERIA: EL MOLEL MOL
En 32 g de O
2
hay igual número de moléculas
de oxígeno que moléculas de hidrógeno hay en
2 g de H
2
, porque en esas cantidades
seguimos conservando la relación en masas
que hay entre una molécula individual de O
2

(32 u) y una de H
2
(2 u).
CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOSCÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS

35. ¿HAS ENTENDIDO LO QUE ES ¿HAS ENTENDIDO LO QUE ES
EL MOL?EL MOL?
SÍ NO

36. Si no lo has entendido con átomos y moléculas
vamos a probar con algo más cotidiano: tornillos
y tuercas.
Imagina unas tuercas de 5 gramos
cada una:
Imagina los tornillos que encajan en ellas,
de 12 gramos cada uno:
Si cogemos un montón de tuercas y un montón
de tornillos que guarden la misma relación en
peso que una sola tuerca y un solo tornillo
(5/12) ambos montones contendrán igual
número de piezas.

37. POR EJEMPLO:
50 g de tuercas → 5 x 10 → 10 tuercas
120 g de tornillos → 12 x 10 → 10 tornillos
50 5
120 12
=
500 g de tuercas → 5 x 100 → 100 tuercas
1200 g de tornillos → 12 x 100 → 100 tornillos
500 5
1200 12
=

38. De igual modo 5 kg de tuercas y 12 kg de
tornillos contendrán ambos igual número de
piezas (concretamente 1000) porque seguimos
conservando la relación en masa de las piezas
individuales (5/12).
Esto es lo que hicieron los químicos, para su
unidad de cantidad de sustancia tomaron la
cantidad en gramos numéricamente igual al
peso de una sola partícula, en unidades de
masa atómica, esta es la masa molar de la
sustancia.

39. CANTIDAD DE MATERIA: EL MOLEL MOL
M = masa molar
m = masa de sustancia
n = número de moles
n =

m
M
m = n · M
CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOSCÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS

40. CANTIDAD DE MATERIA: EL MOLEL MOL
N
A
= Número de Avogadro (6.022 · 10
23
)
N = número de partículas
n = número de moles
n =

N
N
A
N = n · N
A
CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOSCÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS

41. CANTIDAD DE MATERIA: EL MOLEL MOL
La concentración de una disolución se suele
expresar en moles de sustancia por litro
(molaridad, M)
M = Molaridad (mol/l)
V = volumen de disolución en litros
n = número de moles
M =

n
V
n = M · V
CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOSCÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS

42. CÁLCULOS EN MOLES Y EN MASACÁLCULOS EN MOLES Y EN MASA
H
2
+ O
2
→ H
2
O
2 moléculas de H
2
+ 1 molécula de O
2
→ 2 moléculas de H
2
O
2 2
x N
A
2 moles de H
2
+ 1 mol de O
2
→ 2 moles de H
2
O
2 · 2 g H
2
+ 1 · 32 g O
2
→ 2 · 18 g H
2
O
mol mol mol
4 g de H
2
+ 32 de O
2
→ 36 g de H
2
O

43. CÁLCULOS EN MOLES Y EN MASACÁLCULOS EN MOLES Y EN MASA
El nitrógeno reacciona con hidrógeno para formar
amoniaco. ¿Cuánto hidrógeno se necesitará para formar
100 g de amoniaco?
1º escribimos la ecuación
química y la ajustamos
N
2
+ H
2
→ NH
3
3 2
2º identificamos dato e incógnitaIncógnita: ¿g de H
2
?Dato: 100 g de NH
3
3º establecemos la relación en
moles entre dato e incógnita
3 mol de H
2
→ 2 mol de NH
3
4º convertimos la relación en
moles en relación en gramos
3 mol x 2g H
2
→ 2 mol x 17g NH
3
mol mol
6 g de H
2
→ 34 g de NH
3
5º establecemos la proporcionalidad
con la incógnita y resolvemos
6 g H
2
→ 34 g NH
3
x g H
2
→ 100 g NH
3
6 34
x 100
=
6 · 100
34
x =
X = 17,65 g de H
2

44. REACCIONES ÁCIDO-BASEREACCIONES ÁCIDO-BASE
ÁCIDO: ÁCIDO: Sustancia que libera iones H
+
en agua
HCl → H
+
+ Cl
-
BASE: BASE: Sustancia que libera iones OH
-
en agua
NaOH → Na
+
+ OH
-
H
2
O
H
2
O

45. REACCIONES ÁCIDO-BASEREACCIONES ÁCIDO-BASE
NEUTRALIZACIÓNNEUTRALIZACIÓN
H
+
+ OH
-
→ H
2
O
Combinación de H+ y OH- para formar agua
HCl + NaOH → NaCl + H
2
O
Ácido Base Sal Agua

46. REACCIONES ÁCIDO-BASEREACCIONES ÁCIDO-BASE
FUERZA DE UN ÁCIDO O UNA BASEFUERZA DE UN ÁCIDO O UNA BASE
La fuerza de un ácido o una base viene dada
por la concentración de iones H
+
u OH
-
que
produce en la disolución.
ÁCIDO FUERTE → Concentración alta de H
+
BASE FUERTE → Concentración alta de OH
-

47. ESCALA DE pHESCALA DE pH
Escala del 0 al 14 que mide la
concentración de iones H
+
en la disolución.
pH = - log [H
+
]
pH < 7 → sustancias ÁCIDAS
pH = 7 → sustancias NEUTRAS (pH del agua destilada)
pH > 7 → sustancias BÁSICAS

48. MEDIDA DEL pH: el pH-metroMEDIDA DEL pH: el pH-metro

49. ESTIMACIÓN DEL pH: ESTIMACIÓN DEL pH:
INDICADORES ÁCIDO BASEINDICADORES ÁCIDO BASE
Sustancias que cambian de color según el pH
de la disolución en la que se encuentran.

50. REACCIONES REDOXREACCIONES REDOX
Hay un intercambio de electrones entre los reactivos.
4 Fe
0
+ 3 O
2
→ 2 Fe
2
O
3
0 +3-2
Fe
0
→ Fe
+3
+ 3 e
-
Ha perdido electrones (SE OXIDA), es el REDUCTOR
O
0
+ 2 e
-
→ O
-2
Ha ganado electrones (SE REDUCE), es el OXIDANTE

51. REDUCCIÓN ELECTROLÍTICAREDUCCIÓN ELECTROLÍTICA
Mediante una corriente eléctrica se puede llevar a
cabo una reacción redox (que espontáneamente
no ocurriría).

52. Rafael Ruiz Guerrero
Departamento de Ciencias de la Naturaleza
IES Ricardo Delgado Vizcaíno
Pozoblanco (Córdoba)
www.fqrdv.blogspot.com
[email protected]