Materia

REACCIONES QUÍMICAS Conceptos básicos

IES Juan A. Suanzes. Avilés. Asturias

En un proceso químico (o reacción química) se produce una profunda alteración de la materia. Se parte de unas sustancias (reactivos) y lo que se obtiene después del proceso (productos) son unas sustancias completamente diferentes a las de partida. Para representar abreviadamente las reacciones químicas se utilizanlas ecuaciones químicas. En una ecuación química se escriben las fórmulas de los reactivos a la izquierda y las de los productos a la derecha separados por una flecha: Reactivos Productos

El proceso de ajustar (o igualar) la ecuación consiste en colocar números delante de las fórmulas (coeficientes) para garantizar que exista el mismo número de átomos en los reactivos que en los productos, yaque en una reacción química no pueden desaparecer o crearse átomos. O lo que es lo mismo: En una reacción química la masa permanece constante (Ley de Conservación de la Masa o Ley de Lavoisier)

Reactivos: CH4 y O2

Productos: CO2 y H2O

CH4 + 2 O2
Coeficiente del oxígeno: 2

CO2 + 2 H2O
Coeficiente del agua: 2

Para que se verifique una reacción química ha de producirse: • Una rupturade los enlaces en los reactivos. Lo que generalmente implica aportar energía. • Un reagrupamiento de los átomos de forma distinta. • Una formación de nuevos enlaces para formarse los productos. Lo que generalmente implica un desprendimiento de energía. En el balance final de energía para el proceso puede ocurrir: Energía aportada > Energía desprendida. La reacción, en conjunto, absorbe energía(calor). Reacción endotérmica. Energía aportada < Energía desprendida. La reacción, en conjunto, desprende energía (calor). Reacción exotérmica. El calor absorbido o desprendido puede añadirse a la ecuación química como un elemento más del proceso:

CH4 + 2 O2 2 KClO3 + 89,4 (kJ)

CO2 + 2 H2O + 875 kJ (Proceso exotérmico) 2 KCl + 3 O2 (Proceso endotérmico)

1

Una reacción química ajustadanos da, por tanto, la siguiente información:

CH4
1 molécula de CH4

+

2 O2
2 moléculas de O 2

CO2

+

2 H2O
2 moléculas de H 2O

1 molécula de CO 2 para dar

reacciona con

Observar que si queremos que reaccionen en las cantidades justas tenemos necesidad de “contar” moléculas, ya que los reactivos han de estar en la proporción de 2 moléculas de O2 por una de CH4 , pero ¿cómocontar moléculas? Para conseguirlo hacemos uso del concepto de mol: Un mol de CH4 es la cantidad de metano que contiene 6,02. 10 moléculas de metano y, según se estableció (ver apuntes sobre el concepto de mol), su masa coincide con la masa de la molécula en gramos. 23 Esto es: 16,0 g. Por tanto, si tomamos 16,0 g de CH4 estamos cogiendo 6,02. 10 moléculas de CH4. Repitamos ahora el razonamientocon el oxígeno. Un mol de O2 es la cantidad de oxígeno que contiene 23 6,02. 10 moléculas de O2 y su masa coincide con la masa de la molécula en gramos. Esto es: 32,0 g. 23 Por tanto, si tomamos 32,0 g de O2 estamos cogiendo 6,02. 10 moléculas de O2. Si necesito coger el doble de moléculas debería de coger 2 moles. Esto es 64,0 g de O2 En resumen, si quiero que las moléculas de CH4 y O2 estén enproporción 1:2 debería de coger 1 mol de CH4 y 2 moles de O2, o lo que es lo mismo, 16,0 g de CH4 y 64,0 g de O2.
23

CH4
1 mol de CH4 16,0 g

+

2 O2
2 moles de O 2 2x 32,0 = 64,0 g

CO2
1 mol de CO 2 44,0 g

+

2 H2O
2 moles de H 2O 2x 18,0 = 36,0 g

reaccionan con
Masa de reactivos: 16,0 + 64,0 = 80,0 g

para dar

=

Masa de productos: 44,0 + 36,0 = 80,0 g

Ley deconservación de la masa (Ley de Lavoisier) : “En una reacción química la masa se conserva. Esto es, la masa de los reactivos es igual a la masa de los productos”

En el caso de que las sustancias sean gases, y siempre que se midan en las mismas condiciones de presión y temperatura, la relación en moles se puede establecer como relación en volumen: “Volúmenes iguales de gases diferentes en las...