GUÍA SIETE QUÍMICA GRADO DÉCIMO. ALIRIO

GUÍA SIETE DE QUÍMICA GRADO DECIMO.                    

DOCENTE: ALIRIO GUERRERO

FECHA MÁXIMA DE ENTREGA: agosto 08/ 2020              

 Las Reacciones Químicas

Las Leyes Ponderales

OBJETIVO:

Reconocer los tipos de reacciones químicas y sus características.

Conocer las leyes que rigen las transformaciones de la materia

FASE 1. INDAGUEMOS:

Hemos definido materia como lo que constituye a todo lo que existe en el universo, al ojo humano se aprecia en sus diferentes estados: solido, líquido y gaseoso. Los factores ambientales como la temperatura, la presión, los vientos y la lluvia intervienen provocando los cambios de estado de la materia, para ejemplo el agua: a temperatura ambiente es líquida, si la temperatura desciende bajo cero se solidifica, al contrario, si la temperatura aumenta sobre 100 grados Celsius se evapora pasando a estado gaseoso. Estos cambios de la presentación o estado de agregación se les conoce como cambios físicos de la materia ya que en este caso las sustancias, por más que cambien su estado natural conservan las mismas propiedades.

De otra parte, la materia se presenta en forma de partículas elementales o elementos químicos; un elemento químico es la agrupación de átomos de la misma clase.

IMAGEN DEL LITIO.

Litio en estado natural.

 los elementos de acuerdo a sus propiedades se unen entre sí para formar moléculas, siendo las moléculas la expresión más simple de los compuestos o sustancias químicas como el agua. Ej:  H20, NaCl, CO2.

IMAGEN DE MOLÉCULAS.

Las sustancias puras son aquellas que están formadas por una sola clase de moléculas que se encuentran unidas todas iguales entre si y pueden separarse por métodos físicos, un ejemplo es el agua; sus moléculas se pueden separar al aumentar la temperatura.

Por su parte un compuesto es aquel cuyas moléculas están formadas por diferentes átomos y pueden separarse por métodos químicos pudiéndose obtener los elementos iniciales de dichas moléculas.

IMAGEN DE SUSTANCIAS PURAS.

De otra parte, los elementos y las moléculas interactúan mediante reacciones químicas para formar nuevas sustancias, de esa manera, existen en la naturaleza miles de compuestos y sustancias inorgánicas. estos procesos realizan mediante cambios químicos de la materia

REACCIONES Y ECUACIONES QUÍMICAS

Las reacciones químicas son procesos donde dos o más sustancias o elementos químicos se combinan para dar como resultado una sustancia nueva. Las reacciones químicas se representan mediante “ecuaciones químicas”, estas a su vez constan de tres componentes principales: los reactivos cuyas formulas se escriben a la izquierda, los productos cuyas formulas se escriben a la derecha y los coeficientes que indican el número de moléculas de cada reactivo o producto como ya habíamos visto en guía anterior. Toda ecuación consta de dos miembros separados por una flecha (no por un igual), que indica el sentido de la reacción. En la figura siguiente los reactivos tienden a convertirse en agua, ese es el sentido de la reacción.

IMAGEN DE ECUACIÓN QUÍMICA

Características de las reacciones químicas:

·         si en la ecuación hay más de un reactivo o se forma más de un producto cada uno se separa con el signo (mas)

·         en ocasiones es necesario asignar a cada reactivo o producto el estado natural de agregación en el que se encuentra.

 Ej.:  Zn _(s)   +  HCl _(ac)  ------------à Zn Cl_{2 (ac)}  + H_{2 (g)}

(s) = solido, (ac) = acuoso, (l) = liquido, (g) = gaseoso.

·         El número que va antes de la formula se llama el coeficiente estequiométrico e indica el número de moles de caca elemento o compuesto en la ecuación.

·         En algunas ecuaciones es necesario especificar el cambio que ocurrio en la reacción química asi: una fleca hacia arriba indica que el producto formado es un gas, una flecha hacia abajo que se formo un precipitado que puede ser solido o acuoso.

CLASES DE REACCIONES QUÍMICAS.

       Las reacciones se clasifican de acuerdo a diferentes aspectos a saber:

a.     Según el tipo de proceso que ocurra pueden ser reacciones de síntesis, descomposición, sustitución o desplazamiento, doble descomposición, oxido reducción y neutralización.

b.     Teniendo en cuenta el sentido de la reacción: si solo hay una flecha a la derecha es irreversible, si hay doble flecha en ambos sentidos, la reacción es reversible.

c.     Teniendo en cuenta si en la reacción se libera o consume energía puede ser exotérmica o endotérmica.

      EJEMPLOS:

      Reacción de síntesis o combinación.

      Na₂O + H₂O → 2NaOH

      CaO + H₂O → Ca(OH)₂

      Reacción de descomposición.

           H₂CO₃ → CO₂ + H₂O 

           2 H₂O₂ → 2 H₂O + O₂        

         Reacción de sustitución o desplazamiento

    2 NaI + Br₂ → 2 NaBr + I₂ 

    2 HCl + Zn → Cl2Zn + H₂        

        Reacción de doble descomposición o doble sustitución.

        AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO₃

        Pb(NO3)2 + 2KI → PbI₂ + 2KNO₃

        Reacción de oxidación reducción.

  +3    -2         +2         0      +4 -2

   Fe₂O₃ + 3CO → 2 Fe + 3 CO₂ 

        Oxidación: el C pasa de +2 a +4 por lo tanto se oxida

        Reacción de neutralización.

       HCl + Na OH ---------------à  Na Cl + H₂O

Las reacciones químicas, y todos los procesos químicos están controlados mediante leyes naturales denominadas leyes ponderales.

LAS LEYES PONDERALES:

Las Leyes Ponderales o Gravimétricas son un grupo de Leyes que estudian las reacciones químicas en función de las cantidades de materia de los diferentes elementos que intervienen. Son las siguientes:

A.    Ley de Conservación de la Masa (Lavoisier - 1785):

Esta ley afirma que en una reacción química la masa permanece constante. Esto implica que la masa que se consume de los reactivos es la misma que se obtiene de los productos de la reacción.
Otra manera de enunciarla sería: en una reacción química, la materia no se crea ni se destruye, sino que se transforma permaneciendo constante. Solo existe una única excepción a esta ley: las reacciones nucleares en las que parte de la materia se transforma en energía. De esta ley se deduce que el número de átomos permanece constante en una reacción.

Ejemplo: sea una reacción en la que reaccionan A y B para dar C. Reaccionan completamente 50 gramos de A y 70 gramos de B para dar C. Calcular la cantidad de C.
en una ecuación seria:

A _(50g) + B _{( 70g})----------à C _(120g)

Solución: como la materia no se crea ni se destruye, sino que se transforma, en este caso se ha transformado toda en C. Por lo tanto, la cantidad de C es igual a A + B = 50 + 70 = 120 gramos.

B.    Ley de Proporciones Constantes o Proporciones definidas (Proust - 1799):

Esta ley afirma que cuando viarias sustancias se unen para formar un compuesto, lo hacen siempre en una relación constante de masa.

Esta ley tiene implicaciones importantes. Por ejemplo, a la hora de determinar la fórmula molecular de un compuesto, podemos asegurarnos que los subíndices de cada elemento son fijos.

La ley de las proporciones definidas también fue expresada por Lavoisier e indica que los compuestos químicos tienen poseen una composición definida o constante: "Cuando dos o más elementos se combinan para formar un compuesto dado, la razón entre las masas de los elementos que intervienen es siempre la misma."

Como ejemplo tenemos la reacción entre el carbono y el oxígeno para formar gas carbónico que expresamos en la siguiente ecuación:

C            +          O₂ ---------------à  CO₂

12.01  g           31.98 g                   43.98 g

_ANALISIS.

Teniendo en cuenta en este caso las masas atómicas del carbono = 12.001 g y el oxígeno = 15.99g, siempre 12.001 gramos de carbono se combinan con 15. 99 (2) gramos de oxígeno para formar 43.98 gramos de gas carbónico.

C            +          O₂ ---------------à  CO₂

12.02  g     31.98 g                         43.98 g      

Tomando como ejemplo la reacción del oxígeno con el carbono tenemos la posibilidad de formar dos óxidos diferentes veamos:

C  +  O2 –-------------à  CO

C  +  O2 –-------------à  CO2

ANÁLISIS:

En la reacción a, un átomo de carbono se combina con dos de oxígeno para producir el compuesto CO    ( la proporción  de elementos en el compuesto formado  es 1 a 1)

En la reacción b, un átomo de carbono se combina con dos de oxígeno para producir el compuesto CO₂

(la proporción de los elementos en el compuesto formado es 1 a 2)

C.    ley de las proporciones múltiples (Dalton 1801)

Esta ley establece que las cantidades de un mismo elemento que se combinan con una cantidad fija de otro para formar varios compuestos, están en relación de números enteros sencillos.

FASE 2. PRODUZCAMOS.

1.     Consulte en internet y presente la imagen de 10 elementos en estado natural y escriba sus características.

2.     Escriba diez ejemplos de moléculas y sus nombres

3.     Presente la imagen de 5 ejemplos de compuestos o sustancias puras y escriba sus características.

4.     Realice tres ejemplos de reacciones químicas y en cada una señale: reactivos, productos, sentido de la reacción, coeficientes estequiometricos, estado de agregación de cada reactivo y producto y el número de moles de cada especie en la reacción.

5.     Consulte y explique que ocurre en cada una de las clases de reacciones químicas (síntesis, descomposición, sustitución o desplazamiento, doble descomposición, oxido reducción y neutralización)

6.       Explique cinco ejemplos de cambios físicos y cinco cambios químicos de la materia.

7.       Escriba frente a cada ecuación química la clase de reacción según lo que ocurre entre sus reactivos y sus productos.

CaCO₃   -----------------------→ CaO + CO₂   ________________________________________________                     

HCl + NaOH -----------------→ NaCl + H2O   ________________________________________________                   

H2O      -------------------------→ 2 H2 + O₂   __________________________________________                     

Zn + CuSO4 -------------------→ ZnSO4 + Cu    _______________________________________________    

2 KI + Pb(NO3)2----------------→ PbI2 + 2 KNO3 ___________________________________________

Cl2 + 2 KBr ---------------------→ 2 KCl + Br2 ______________________________________________  

SO3 + H2O    -------------------→ H2SO4 _________________________________________________ 

Na2CrO4 + 2 AgNO3 ---------→ Ag2CrO4 + 2 NaNO3   _______________________________________

2 Zn + O2    ----------------------→ 2 ZnO    _________________________________________________

Mg + H2SO4   -------------------→ MgSO4 + H2 ______________________________________________

8.       Explique algunas reacciones que se presentan en la naturaleza y cuál es su importancia: fotosíntesis, respiración celular, fermentación y putrefacción.