FÍSICA Y QUÍMICA 2º DE ESO IES EL PARADOR

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TEMA 5

LAS REACCIONES QUÍMICAS

A1. Indica cuáles de los siguientes cambios son físicos y cuáles son químicos.

a) Nos fumamos un cigarro:

b) Congelamos agua:

c) Asamos un filete:

d) Hacemos la digestión:

e) La fotosíntesis:

f) Batimos leche, plátano y galletas:

g) La formación de escarcha:

h) Una naranja se pudre con el tiempo:

i) Disolvemos sal en agua:

j) Quemamos butano:

Si recuerdas, ya estudiamos que la materia

puede experimentar dos tipos de cambios.

Por un lado están los cambios físicos, que

son aquellos en los que las sustancias

siguen siendo las mismas antes y después

del cambio. Además, en los cambios

físicos las moléculas siguen siendo las

mismas antes y después del cambio.

Ejemplos de cambios físicos son los

cambios de estado, la dilatación y la

contracción, etc. John Dalton

(1766-1844)

Sin embargo, la materia puede experimentar otro tipo de cambios en los que sí que

desaparecen unas sustancias y en su lugar aparecen sustancias nuevas. Por ejemplo,

cuando freímos un huevo, cuando quemamos un papel, cuando echamos una

pastillas efervescente en agua, etc. Nos damos cuenta que aparecen sustancias

nuevas porque presentan propiedades diferentes: al freír un huevo la clara pasa de

ser líquida y transparente a ser blanca y sólida; el papel desaparece al quemarse y

aparece humo y cenizas; cuando la pastilla efervescente cae en el agua aparece un

gas que no había antes.

A este tipo de cambio lo llamamos cambios químicos. En ellos desaparecen unas

sustancias y en su lugar aparecen otras nuevas. Por lo tanto, también desaparecen

un tipo de moléculas y aparecen otras nuevas en su lugar.

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A2. Escribe las ecuaciones químicas que corresponden a cada una de las siguientes reacciones

químicas:

a) El ácido clorhídrico (HCl) es una sustancia gaseosa que disuelta en agua reacciona con el

cinc (Zn) para dar como resultado cloruro de cinc (ZnCl2), que queda disuelto en el agua, e

hidrógeno (H2) gaseoso que se desprende.

Así, cuando se produce un cambio

químico es porque al chocar unas

moléculas con otras se rompen los

enlaces entre los átomos formándose

enlaces nuevos y dando lugar a

moléculas diferentes.

Pero ¡atención!: los átomos siguen

siendo los mismos antes y después del

cambio químico, sólo cambia la manera

en la que se combinan.

Recuerda también que para poder explicar

cómo es posible que desaparezcan unas

moléculas y aparezcan otras diferentes en los

cambios químicos, los científicos tuvimos que

crear una teoría que llamamos teoría

atómica.

Según esta teoría, las moléculas están

formadas por partículas más pequeñas

llamadas átomos. Los átomos que forman las

moléculas están fuertemente unidos entre sí.

Antoine de Lavoisier

(1743-1794)

Los químicos ideamos un lenguaje para escribir las reacciones

químicas. Escribimos ecuaciones químicas poniendo las sustancias

que desaparecen (reactivos) al principio de la ecuación y las

sustancias que aparecen nuevas (productos) al final de la ecuación.

Observa el ejemplo de la combustión del butano:

4 10 2 2 2C H O CO H O

Productos Reactivos

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b) El hidrógeno (H2) gaseoso, en contacto con el oxígeno (O2) gaseoso del aire, reaccionan

violentamente si aumentamos un poco la temperatura de esa mezcla, dando lugar a vapor de

agua (H2O). Esta es una reacción de combustión que desprende mucha energía, que es la

que aprovechan los cohetes para subir al espacio.

c) El butano (C4H10) es un gas que reacciona con el oxígeno (O2) gaseoso del aire dando lugar

a dióxido de carbono (CO2) gaseoso y a vapor de agua (H2O). Esta es también una reacción

de combustión que desprende mucha energía, que es la que aprovechamos para calentar

cosas. El CO2 desprendido genera un problema medioambiental muy serio conocido como

AUMENTO DEL EFECTO INVERNADERO.

d) El sulfato de cobre (CuSO4) es una sustancia sólida que al calentarse lo suficiente se

descompone dando lugar a óxido de cobre (CuO), que es un sólido blanco, y a trióxido de

azufre (SO3), que es un gas un tanto tóxico.

e) Otra manera de obtener trióxido de azufre (SO3) gaseoso es haciendo reaccionar azufre (S),

sustancia sólida a temperatura ambiente, con el oxígeno (O2) gaseoso del aire a alta

temperatura.

f) El trióxido de azufre (SO3), cuando llega a las nubes, reacciona con el vapor de agua (H2O)

que forma esas nubes y dan lugar a ácido sulfúrico (H2SO4) gaseoso, que acaba siendo

arrastrado por las gotas de lluvia confiriéndole a ésta cierto carácter ácido. Este es un

problema medioambiental muy serio que se llama LLUVIA ÁCIDA.

g) El ácido sulfúrico (H2SO4) reacciona con la piedra caliza de los monumentos (CaCO3)

haciéndola desaparecer para dar lugar a sulfato de calcio (CaSO4) y agua (H2O), que

forman una disolución, y también a dióxido de carbono (CO2) gaseoso.

h) El hierro (Fe) reacciona con el oxígeno (O2) gaseoso del aire dando lugar a óxido de hierro

(FeO). Esta es una reacción de oxidación, que altera las propiedades de los metales.

i) Algunas sustancias de las industrias químicas como son los gases clorofluorocarbonados

(CFCs) favorecen la reacción entre las moléculas de ozono (O3) presentes en la capa de

ozono para transformarse en oxígeno (O2). Este es un problema medioambiental muy serio

conocido como DESTRUCCIÓN DE LA CAPA DE OZONO.

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AUMENTO DEL EFECTO

INVERNADERO

LLUVIA ÁCIDA DESTRUCCIÓN DE LA

CAPA DE OZONO

PROBLEMAS MEDIOAMBIENTALES

ASOCIADOS A LAS REACCIONES QUÍMICAS

Antoine de Lavoisier

(1743-1794)

En las reacciones químicas no aparecen ni desaparecen átomos, sino que sólo se

recombinan de manera diferente para formar nuevas moléculas. Por tanto, al

final de una reacción química debe de haber el mismo número de átomos de

cada tipo que al principio.

En consecuencia, la masa de todas las sustancias que desaparecen debe de ser la

misma que la masa de todas las sustancias que aparecen. De esto ya me di

cuenta yo en 1789, poco antes de que los revolucionarios franceses me cortaran

la cabeza en París con la guillotina. Los químicos de hoy llaman a esto:

“Principio de conservación de la masa en las reacciones químicas”

Para poner de manifiesto que al final de una reacción química debe de haber el

mismo número de átomos de cada tipo que al principio,

¡¡ ajustamos las ecuaciones químicas !!

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A3. El ácido clorhídrico (HCl) es una sustancia gaseosa que disuelta en agua reacciona con el

cinc (Zn) para dar como resultado cloruro de cinc (ZnCl2), que queda disuelto en el agua, e

hidrógeno (H2) gaseoso que se desprende.

a) Escribe y ajusta la reacción química e indica la proporción entre las moléculas que

intervienen.

b) Calcula la proporción entre las masas de cada sustancia que interviene en la reacción.

Hazlo en unidades de masa atómica (u) y en gramos (g).

¡¡Comprueba que se cumple el principio de conservación de la masa!!

c) Mediante una regla de tres determina cuántos gramos de ácido clorhídrico (HCl)

reaccionarán con 3 g de cinc (Zn).

d) Determina también cuánto hidrógeno (H2) se desprenderá al reaccionar los 3 g de cinc (Zn).

A4. El hidrógeno (H2) gaseoso, en contacto con el oxígeno (O2)

gaseoso del aire, reaccionan violentamente si aumentamos un poco

la temperatura de esa mezcla, dando lugar a vapor de agua (H2O).

a) Escribe y ajusta la reacción química e indica la proporción

entre las moléculas que intervienen.

b) Calcula la proporción entre las masas de cada sustancia que interviene en la reacción.

Hazlo en unidades de masa atómica (u) y en gramos (g).

¡¡Comprueba que se cumple el principio de conservación de la masa!!

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c) Mediante una regla de tres determina cuántos gramos de oxígeno (O2) reaccionarán con 1 g

de hidrógeno (H2).

d) Determina también cuánta agua (H2O) se desprenderá al reaccionar 1 g de hidrógeno (H2).

Casi todas las reacciones de combustión que producimos para aprovechar la energía que

generan, desprenden grandes cantidades de CO2 a la atmósfera, y esta es la causa del

aumento del efecto invernadero.

El CO2 retiene la radiación solar y provoca un aumento de la temperatura del planeta. Esto se

conoce como efecto invernadero. El efecto invernadero natural es beneficioso pues gracias a

él la temperatura media de la Tierra es de 18ºC y permite la vida. El problema aparece desde

el momento en el que expulsamos grandes cantidades de CO2 por los tubos de escape de los

coches, por las chimeneas de las centrales eléctricas, de las fábricas, etc.

Sólo las plantas pueden retirar CO2 de la atmósfera cuando hacen la fotosíntesis, pero nos

estamos cargando los grandes bosques de la Tierra para hacer muebles, para que crezca la

hierba para el ganado, por culpa de los incendios forestales, etc.

Las consecuencias del efecto invernadero son muy graves: cambio climático, desaparición de

especies, fusión de los polos y aumento del nivel del mar, aumento de enfermedades

tropicales mortales por todo el planeta, aumento de las catástrofes naturales, etc.

Algunas soluciones para evitar la catástrofe son: reducir la combustión de combustibles

fósiles (carbón, gas natural y derivados del petróleo), usar más las energías renovables,

comprar objetos de bajo consumo, no malgastar la energía, usar el transporte público, etc.

AUMENTO DEL EFECTO

INVERNADERO

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A5. El butano (C4H10) es un gas que reacciona con el oxígeno (O2) gaseoso del

aire dando lugar a dióxido de carbono (CO2) gaseoso y a vapor de agua (H2O).

a) Escribe y ajusta la reacción química e indica la proporción entre las

moléculas que intervienen.

b) Calcula la proporción entre las masas de cada sustancia que interviene en la reacción.

Hazlo en unidades de masa atómica (u) y en gramos (g).

¡¡Comprueba que se cumple el principio de conservación de la masa!!

c) Mediante una regla de tres determina cuántos gramos de dióxido de carbono (CO2) se

desprenden cuando quemamos los 13 kg de butano (C4H10) que contiene una bombona.

d) Explica cómo afecta la combustión del butano al aumento del efecto invernadero.

e) Explica debajo de cada imagen el

mal producido por el exceso de efecto

invernadero.

f) Indica alguna alternativa al butano para evitar este problema medioambiental.

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A6. El óxido de azufre (SO3) desprendido por

algunas fábricas, cuando llega a las nubes,

reacciona con el vapor de agua (H2O) que forma

esas nubes dando lugar a ácido sulfúrico

(H2SO4).

a) Escribe y ajusta la reacción química e indica

la proporción entre las moléculas que

intervienen.

LLUVIA ÁCIDA

Cuando quemamos gasolina en los coches, carbón en las centrales eléctricas, gas natural en

las calderas de los edificios, etc., también quemamos impurezas de nitrógeno y de azufre que

suelen acompañar a estos combustibles. De esta manera, se generan gases perjudiciales como

son los óxidos de azufre o de nitrógeno. Estos gases ascienden por la atmósfera hasta las

nubes y son la causa de que la lluvia sea un poco ácida.

Cuando estos óxidos de azufre o de nitrógeno reaccionan con el agua de las nubes se forman

sustancias ácidas como son el ácido sulfúrico o el ácido nítrico, y son arrastradas por las

gotas de lluvia cuando caen.

Las consecuencias de que la lluvia sea ácida en determinados lugares es doble: por un lado

acidifica los terrenos de cultivo dejándolos improductivos para la agricultura (imagina que

riegas con ácido una maceta).Por otro lado, cuando la lluvia ácida cae sobre las piedras calizas

de los monumentos (catedrales, etc.) la deterioran rápidamente, y a este fenómeno se le

conoce como “mal de piedra”.

Una vez más, las soluciones están en nuestras manos. Si consumimos menos electricidad será

necesario quemar menos carbón en las centrales eléctricas, si usamos menos el coche

quemaremos menos impurezas con la gasolina, podemos usar más las energías renovables, etc.

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b) Calcula la proporción entre las masas de cada sustancia que interviene en la reacción.

Hazlo en unidades de masa atómica (u) y en gramos (g).

¡¡Comprueba que se cumple el principio de conservación de la masa!!

c) Mediante una regla de tres determina cuántos gramos de ácido sulfúrico (H2SO4) se

formarán cuando reaccionan 50 g de óxido de azufre (SO3).

d) Explica cómo contribuye a la lluvia ácida la presencia de óxido de azufre en la atmósfera.

e) Explica debajo de cada imagen el mal producido por la lluvia ácida.

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A7. Algunas sustancias de las industrias químicas

como son los gases clorofluorocarbonados (CFCs)

favorecen la reacción entre las moléculas de ozono

(O3) presentes en la capa de ozono para

transformarse en oxígeno (O2).

a) Escribe y ajusta la reacción química e indica la

proporción entre las moléculas que intervienen.

DESTRUCCIÓN DE LA

CAPA DE OZONO

Algunos aparatos de los que utilizamos con frecuencia, como las neveras o los sprays, hace

años se fabricaban con unas sustancias muy peligrosas para la capa de ozono. Esas sustancias

se llaman gases clorofluorocarbonados (CFCs) y eran la causa de que se estuviera

destruyendo la capa de ozono. Esos gases CFCs, al ascender por la atmósfera hasta la capa

de ozono destruían las moléculas de ozono que se transformaban en moléculas de oxigeno.

Como la capa de ozono nos protege de la radiación ultravioleta (rayos UVA) procedente del

Sol, su destrucción tendría consecuencias muy peligrosas. Se multiplicaría enormemente el

número de personas con cáncer de piel, pues la radiación ultravioleta es quien lo provoca.

Además, disminuiría mucho la cantidad de plancton marino y eso dejaría sin comida a muchos

animales marinos.

En este caso, en 1987, los países más contaminantes se pusieron de acuerdo para reducir las

emisiones de CFCs. Se inventaros sustancias alternativas que realizaban la misma función.

Ahora las neveras y los sprays se fabrican sin CFCs, y muchos productos (como el típex) que

antes utilizaban CFCs en su fabricación ya no los usan. De esta manera se ha conseguido que

la capa de ozono destruida se regenere y ese es un problema medioambiental resuelto.

Hay que pensar que, de la misma manera que se ha conseguido resolver este problema,

también puede hacerse con otros como el efecto invernadero o la lluvia ácida. Todo es

cuestión de proponérselo. Así pues, nuestros gobernantes actuales deben de tomar medidas

para corregir estos problemas. Pero mientras se ponen de acuerdo nosotros debemos tomar

la iniciativa. Los científicos saben que no hay tiempo. Así que debemos de ¡¡ACTUAR YA!!

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b) Calcula la proporción entre las masas de cada sustancia que interviene en la reacción.

Hazlo en unidades de masa atómica (u) y en gramos (g).

¡¡Comprueba que se cumple el principio de conservación de la masa!!

c) Mediante una regla de tres determina cuántos gramos de oxígeno (O2) se formarán cuando

reaccionan 100 g de ozono (O3).

d) Explica debajo de cada imagen el mal que produciría la destrucción del ozono.

FIN