Fonaments de les Reaccions Químiques i Canvis de la Matèria

Canvis físics i químics de la matèria

Canvis físics: transformació en què varia l'estat o l'aspecte, però no la naturalesa de la matèria; es manté la mateixa fórmula química.

Canvis químics: transformació en què varia la naturalesa de la matèria, donant lloc a una fórmula química diferent.

La teoria de les col·lisions i la llei de Lavoisier

La teoria de les col·lisions: les reaccions químiques es produeixen quan les molècules xoquen entre si i els seus enllaços es trenquen. Perquè la reacció sigui efectiva, cal una orientació adequada i una velocitat suficient.

La velocitat de reacció es pot incrementar augmentant la temperatura i el grau de divisió dels reactius.

La llei de Lavoisier: en una reacció química la matèria no es crea ni es destrueix; la massa total es manté constant.

• Massa dels reactius = massa dels productes

Càlcul de masses: exemple pràctic

Si 2 g d'hidrogen reaccionen amb 16 g d'oxigen, la massa total obtinguda és de 18 g. Quina seria la massa obtinguda si 50 g d'hidrogen haguessin reaccionat amb l'oxigen necessari?

Tipus de reaccions: Oxidacions i combustions

Oxidacions: reaccions químiques en què intervé l'oxigen.

Combustions: són oxidacions ràpides que emeten energia en forma de llum i calor. Les substàncies que reaccionen químicament amb l'O₂ s'anomenen combustibles.

• Combustió completa: tots els àtoms de carboni del combustible s'han oxidat totalment.
• Combustió incompleta: la reacció de combustió té defecte d'oxigen i no tots els àtoms de carboni poden combinar-se amb dos àtoms d'oxigen.

Energia en les reaccions químiques

Reaccions exotèrmiques: són aquelles que desprenen calor (A + B → C + D + calor).

Reaccions endotèrmiques: són aquelles que absorbeixen calor (A + B + calor → C + D).

Si la combustió de gasolina en el motor es completa, s'allibera vapor d'aigua; però si és incompleta per manca d'oxigen, es genera monòxid de carboni, un gas molt verinós, incolor, inodor i insípid.

Exemples pràctics de reaccions químiques

Formació d'un precipitat

Iodur de potassi (dissolució transparent) + nitrat de plom (dissolució transparent) → Iodur de plom + nitrat de potassi. És una reacció instantània on apareix un sòlid groc anomenat precipitat.

Reacció del carbonat amb àcid

Carbonat de calci (trosset de marbre) + àcid clorhídric (dissolució transparent) → diòxid de carboni (gas transparent) + clorur de calci (dissolució transparent). S'observa l'aparició d'efervescència a causa de la formació de CO₂ mentre es dissol la pedra de forma instantània.

Reacció d'un metall amb un àcid

Zinc (granalla) + àcid clorhídric (dissolució transparent) → hidrogen (gas transparent) + clorur de zinc (dissolució transparent).