Explorando las Transformaciones de la Materia: Reacciones Químicas y sus Fundamentos

Cambios de la Materia: Fundamentos y Tipos

Los cambios de la materia se clasifican en:

Cambios Físicos

Al mezclar algunas sustancias, las partículas están juntas en la mezcla, pero no existen uniones entre ellas.

Cambios Químicos

El producto tiene propiedades diferentes a las de los reactivos. Este cambio se denomina reacción química.

Características de las Reacciones Químicas

• Los productos suelen tener un aspecto diferente al de los reactivos.
• Durante una reacción, se desprende o absorbe energía. Pueden ser:
  • Exotérmica: desprende energía.
  • Endotérmica: necesita energía.
• Los átomos de las sustancias de los reactivos se reorganizan para dar los productos.
• Cumple el principio de conservación de la masa (de Lavoisier): "suma masa de reactivos = suma masa de productos".

Comprobación de la Ley de Lavoisier

• En cualquier reacción que tenga lugar en un sistema cerrado, la masa total de las sustancias se conserva.
• Cuando dos o más elementos se combinan para dar un compuesto, lo hacen siempre en proporciones de masa definidas y constantes.

Ecuaciones Químicas

Forma de representar las reacciones químicas: reactivo(s,l,g,aq) + ... → productos(...) + ...

Ajuste de Ecuaciones

Se ajustan cuando se cumple la ley de Lavoisier, cambiando los coeficientes, no los subíndices.

Velocidad de una Reacción

Variación de la cantidad de sustancia formada en una unidad de tiempo.

Cálculo de la Velocidad

Observar la cantidad de reactivo que desaparece y la cantidad de producto que se forma en una unidad de tiempo.

Factores que Afectan la Velocidad de Reacción

• Presencia de catalizadores:
  • Sustancias que varían la velocidad de una reacción.
  • Con poca cantidad ya varía la velocidad.
  • No aumentan la cantidad de producto formado.
• Temperatura: (+ temperatura = + velocidad)
• Características de los reactivos:
  • Naturaleza: Afecta, pero no se han podido establecer reglas generales al respecto.
  • Concentración: (+ concentración de reactivos = + velocidad)
  • Superficie de contacto: (+ divididos estén los reactivos = + velocidad)

Importancia de las Reacciones Químicas

Tres tipos de sustancias que reaccionan:

• Sustancia Ácida: sabor ácido, reacciona con algunos metales > H, pH < 7
• Sustancia Básica: sabor amargo, reacciona con grasas > jabones, pH > 7
• Ácido + Base = Sal
• Sustancia Neutra: pH = 7

Escala pH

Indica si es base, sustancia neutra o ácido (valores de 1-14).

Indicador Ácido-Base

Sustancia que presenta coloración distinta dependiendo del pH del medio.

Papel Indicador Universal

Papel impregnado de indicadores que adquiere coloraciones dependiendo del pH.

Tipos de Reacciones Químicas

• Neutralización: Ácido + Base → NaCl + H₂O
• Reacción de Oxidación-Reducción:
  • Reducción: pierde oxígeno.
  • Oxidación: gana oxígeno.
• Combustión: tipo de oxidación (un combustible gana oxígeno)

Dos Combustiones Importantes

• De carbono: C(s) + O₂(g) → CO₂ (poco O₂ = CO, gas venenoso)
• De glucosa (en las células): C₆H₁₂O₆(aq) + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O (es la respiración)

Li Na K Rb Cs Fr Ag NH₄ = +1

Be Mg Ca Sr Ba Ra Zn Cd = +2

Al = +3

Cu Hg = +1, +2

Au = +1, +3

Ni Co Fe = +2, +3

Pt Pb Sn Pd = +2, +4

Cr = +2, +4, +6

Mn = +2, +3, +4, +6, +7

H F = -1, +1

Cl Br I = -1, +1, +3, +5, +7

S Se Te = -2, +2, +4, +6

Ni P As Sb = -3, +1, +3, +5

C Si = -4, +2, +4

B = -3, +3

O = -1 (peróxidos), -2