Reaccions químiques: concepte, classificació i factors

Concepte de reaccions químiques

Concepte de reaccions químiques.

Una reacció química, també anomenada canvi químic o fenomen químic, és tot procés en el qual dues o més substàncies (anomenades reactius) es transformen, canviant la seva estructura molecular i els seus enllaços, i originen altres substàncies anomenades productes. Aquest procés implica transferències d'energia i reordenacions d'àtoms.

Canvi químic: implica una modificació de la matèria. Hi estan associats canvis energètics. Les substàncies que es transformen les anomenem reactius i les que obtenim, productes. El procés o canvi és la reacció química.

Canvi químic = reordenació d'àtoms = reestructuració d'enllaços

Teoria de les col·lisions

Teoria de les col·lisions.

En una reacció química, les molècules dels reactius han de col·lidir entre si. A conseqüència de l'energia intercanviada en el xoc es trenquen enllaços dels reactius i es formen enllaços nous, donant lloc als productes de reacció.

• Energia mínima per a la reacció: energia d'activació.
• Orientació: la col·lisió ha de tenir una orientació adequada perquè es produeixi la reacció.

Ajustar reaccions i conservació de la massa

Saber ajustar reaccions.

Llei de la conservació de la massa.

Antoine Laurent Lavoisier (1743–1794)

La suma de les masses dels reactius és igual a la suma de les masses dels productes de reacció.

Exemple: H₂ (g) + 1/2 O₂ (g) → H₂O (l)

2 g + 16 g → 18 g

Les masses de les substàncies que reaccionen estan sempre en una relació constant.

Significat d'equació química

Significat d'equació química.

Una equació química és una descripció simbòlica d'una reacció química. Mostra les substàncies que reaccionen (reactius) i les substàncies que s'originen (productes).

Micro: molècules

Macro: mols

Problemes tipus

Problemes: a partir d'una dada, saber calcular àtoms, molècules, grams, mols, litres (si són gasos) d'una altra; (en general, tots els exercicis fets).

Classificació energètica de les reaccions

Classificació de les reaccions des del punt de vista energètic

• Reaccions exotèrmiques: quan es produeixen, desprenen calor per si mateixes. Exemple: reacció de respiració, reaccions de combustió.
• Reaccions endotèrmiques: necessiten una aportació energètica externa per dur-se a terme. Exemple: reacció de la fotosíntesi.

Velocitat de reacció i factors

Velocitat d'una reacció, factors que hi intervenen

La velocitat d'una reacció és la rapidesa amb què desapareixen els reactius o es formen els productes.

Com a regla general, factors que afecten la velocitat:

• Grau de divisió dels reactius: en sòlids, la velocitat de reacció augmenta quan estan més finament dividits.
• Estat d'agregació: la velocitat sol ser major en gasos > líquids > sòlids.
• Concentració dels reactius: si la dissolució és més concentrada, augmenta la velocitat de reacció.
• Temperatura: en general, augmentar la temperatura incrementa la velocitat de reacció.
• Presència de catalitzadors: els catalitzadors són substàncies que afavoreixen la velocitat de reacció però no es consumeixen. Si una substància disminueix la velocitat, s'anomena inhibidor.

També influeix l'energia d'enllaç i la naturalesa dels reactius: com més fortes siguin les interaccions que cal trencar, més energia i temps pot requerir la reacció.

Combustió i neutralització

Reaccions de combustió i neutralització.

Combustió: la reacció de combustió es basa en una reacció química exotèrmica d'una substància o mescla de substàncies anomenada combustible amb l'oxigen.

Neutralització: una reacció àcid-base o reacció de neutralització és una reacció química entre un àcid i una base que produeix sal i aigua. La paraula "sal" descriu qualsevol compost iònic el catió del qual prové d'una base i l'anió del qual prové d'un àcid.

Àcids i bases

Àcids i bases: concepte i exemples

Un àcid és una substància capaç de cedir ions hidrògen (H+) en solució (model de Brønsted–Lowry). També es pot definir com una substància acceptora d'un parell d'electrons (model de Lewis). Una base és una substància capaç d'acceptar H+ o de cedir un parell d'electrons; en dissolució pot aparèixer com a dissociació d'ions hidroxil (OH-).

pH

pH.

La escala del pH va des de 0 fins a 14. Els valors menors que 7 indiquen acidesa i els majors que 7 indiquen alcalinitat o basicitat. El valor 7 es considera neutre.

Compostos que cal conèixer

Compostos que s'han de saber:

• Hidroxid de sodi (sosa): NaOH
• Àcid clorhídric: HCl
• Àcid sulfhídric: H₂S(aq)
• Àcid sulfúric: H₂SO₄
• Àcid nítric: HNO₃
• Àcid fosfòric: H₃PO₄
• Àcid carbònic: H₂CO₃
• Amoniac (amoniac): NH₃
• Sal (clorur de sodi): NaCl
• Diòxid de carboni: CO₂
• Aigua: H₂O

Cal recordar que en estat gasós: l'hidrogen, el clor, el nitrogen i l'oxigen són diatòmics.