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Reacciones Químicas

Posted on Jul 16, 2014 in Quimica

  REACCIONES QUÍMICAS En la naturaleza o en la industria se llevan a cabo importantes reacciones químicas que proporcionan valiosos productos. Durante la fotosíntesis que realizan las plantas se libera oxígeno necesario para la respiración de los seres vivos, se produce alimento y mantiene el equilibrio ecológico al procesarse el dióxido de carbono atmosférico. En nuestro organismo ocurren un gran número de reacciones químicas que nos mantienen con vida, como la oxidación de la glucosa en el interior de las células, para obtener energía. Pero, ¿Qué es una reacción química? ¿Cómo se comprueba que se ha efectuado una reacción? Podemos contestar estas preguntas realizando lo siguiente: En un tubo de ensayo colocamos solución acuosa de sulfato cúprico al 5 % hasta un poco más de la mitad del tubo e introducimos un clavo de hierro limpio. Al cabo de 10 minutos sacamos el clavo del tubo y observamos. ¿Qué le sucedió al clavo? ¿Qué color adquirió la solución? ¿Por qué? ¿Cómo se representa el cambio efectuado? En la reacción el hierro del clavo toma el lugar del cobre en el sulfato cúprico, formándose cobre y sulfato ferroso en solución de color verde-azul. Este cambio químico se puede representar por medio de la siguiente ecuación química: Fe(s) + CuSO4 (ac) → Cu(s) + FeSO4(ac) Por lo anterior podemos afirmar que una reacción química es: El proceso en el que los átomos de las sustancias que reaccionan se combinan formando sustancias nuevas. Ecuaciones Químicas Las ecuaciones químicas nos proporcionan valiosa información en forma abreviada, de lo que sucede en una reacción química, por medio de símbolos y fórmulas de los reactivos y productos. A las sustancias que inicialmente participan en una reacción se les llama reactivos y se escriben a la izquierda de una flecha, que indica el sentido de la reacción; las que se obtienen al final de la reacción son llamadas productos y se escriben a la derecha de la flecha. La reacción efectuada anteriormente: REACTIVOS PRODUCTOS Fe(s) + CuSO4 (ac) → Cu(s) + FeSO4 (ac) Los símbolos empleados comúnmente en las reacciones químicas son: Símbolo Significado → Produce, da lugar → ← Reacción reversible + Más o se añade a, se coloca entre dos sustancias. ↑ Se desprende un gas ↓ Se forma un precipitado = productosólido que se separa de una mezcla de reacción. ( s ) Sólido ( l ) Líquido ( g ) Gas ( ac ) Solución acuosa ∆ Calor El empleo del hidrógeno como combustible representa una alternativa provechosa ante el agotamiento de los combustibles fósiles y el daño ambiental que éstos ocasionan. El producto “limpio” de la combustión del hidrógeno es el agua. Esta reacción la representamos por medio de la siguiente...

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CATALIZADORES

Posted on Jul 16, 2014 in Quimica

  CATALIZADORES Esta sesión tiene como objetivo que el estudiante identifique el factor que afecta la velocidad de la reacción efectuada. Para ello vamos a agregar solución de peróxido de hidrógeno al 30 % a un tubo de ensayo que contiene una pequeña cantidad de dióxido de manganeso. ¿Qué ocurrió? ¿Qué gas se desprende? ¿Cómo se comprueba? Se observa la descomposición del peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno: MnO2 2 H2O2 (ac) ————–> 2H2O (l) + O2 (g) Sin el MnO2 la reacción ocurre muy lentamente. ¿Qué papel juega el MnO2 en la reacción? La substancia que modifica la velocidad de una reacción química, acelerándola o retardándola, se denomina catalizador. Un catalizador no actúa ni como reactivo ni como producto, al final de la reacción se conserva intacto, por lo que puede recuperarse. APLICACIONES DE LOS CATALIZADORES Muchos metales de transición como el Fe, Ni, Pd, Pt, Au, y sus compuestos, como el MnO2 utilizado en la reacción, tienen propiedades catalíticas, las cuales se aprovechan en importantes reacciones, como en la síntesis de amoníaco a partir de hidrógeno y nitrógeno, que emplea hierro como catalizador, más una pequeña cantidad de óxidos de potasio y aluminio. La reacción ocurre a aproximadamente 500°C. El amoníaco es un compuesto inorgánico muy valioso para la producción de fertilizantes. En los últimos años, los catalizadores han adquirido enorme importancia en la disminución de la contaminación del aire provocada por automóviles, que emiten monóxido de carbono, CO, óxido nítrico, NO, entre otros peligrosos contaminantes. Los autos de fabricación reciente están equipados con convertidores catalíticos que contienen paladio, platino y rodio, los cuales, catalizan la oxidación del monóxido de carbono y los hidrocarburos que no se queman, hasta dióxido de carbono CO2 y H2O; además, reducen el óxido nítrico, NO, y dióxido de nitrógeno, NO2, a N2 y O2. Debido a que los catalizadores no son compatibles con los antidetonantes de la gasolina que contienen plomo, los autos más recientes se construyen para consumir gasolina sin plomo. Otra aplicación importante de los catalizadores se encuentra en el asfalto ecológico que ya se ha utilizado en ciudades europeas como Madrid, Londres, París para absorber la contaminación de los tubos de escape. El asfalto contiene óxido de titanio que actúa en una reacción de fotocatálisis, con el efecto de los rayos ultravioleta, que da como resultado la eliminación de óxidos de nitrógeno de los tubos de escape de los automóviles, que junto con los de azufre, son los responsables de la lluvia ácida y de la niebla que se forma en las ciudades con gran tránsito vehicular. BIOCATALIZADORES Ahora veremos lo que sucede cuando agregamos un poco de hígado de res molido al peróxido de hidrógeno o...

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Volumen Molar

Posted on Jul 16, 2014 in Quimica

  VOLUMEN MOLAR Es el volumen que ocupa un mol de cualquier gas en condiciones normales de temperatura y presión y equivale a 22.4 litros. Este volumen es igual al de un cubo que mide 28. 2 cm por lado. 22.4 litros es el volumen que ocupa un mol de cualquier gas en condiciones normales Condiciones Normales: Temperatura = 0 °C = 273 °K Presión = 1 atmósfera = 760 mmHg El volumen molar contiene el número de Avogadro de moléculas del gas. Así, tomando como ejemplo al oxígeno: 1 mol de O2 = 32 g. = 22.4 litros en CN = 6.023 X 10 23 moléculas de O2 El volumen molar puede utilizarse para resolver problemas como el siguiente: ¿Qué volumen ocuparán 8 g de oxígeno en C.N.? Si sabemos que el volumen que ocupa un mol de oxígeno en C.N. es 22.4 litros y que el peso molar del oxígeno es 32 g entonces nuestra relación queda: 32 g/mol → 22.4 l/mol 8 g → x Despejando la incógnita: X = __8 g x 22.4 l/mol X = 5.6 litros de O2 32 g/mol Calcular el peso de 3 litros del gas amoníaco en C.N. Si el peso molar del NH3 es 17 g y utilizando el valor del volumen molar 22.4 l/mol → 17 g/ mol 3 litros → X X = 2.28 g El óxido nitroso N2O, llamado también gas hilarante, fue la primera sustancia que se usó como anestésico general. Se utiliza como gas comprimido propelente en aerosoles y espumas, como la crema batida. ¿Qué volumen ocuparán 12 g de óxido nitroso en condiciones normales? R = 6.1...

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