Nociones elementales de química

Mª del Mar Rigo y Antoni Llaneras.

LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MASA (ley de Lavoisier)

Podemos decir que en una reacción química la massa de los productos de la reacción coincide con la massa de los reactivos, no hay variación de massa. Sólo cambian las moléculas pero hay el mismo número y tipo de átomos como se observa en el siguiente esquema:

El concepto de átomo fue introducido en la química por parte del científico inglés John Dalton y el de molécula por el italiano Amedeo Avogadro.

ESTEQUIOMETRIA Y VOLUMETRIA

Aquí resolveremos dos ejemplos de problemas simples de estequiometría en los que intervienen el concepto de mol y el número de Avogadro:

Ejercicios resueltos:

1. Una botella de un volumen ¾ l contiene 6,0 g de dióxido de azufre a la temperatura de 300 k. Cuál es la presión que el gas ejerce en el interior?

A partir de la fórmula de la ley de los gases P V= n R T podemos saber que la fórmula de la presión es la siguiente: P= n R T/V . Por lo tanto sabemos que R es la constante 0,082, que T son 300 k y que V son ¾ = 0,75. Nos falta saber n, que en este caso, es igual al número de mols de diòxid de azufre que hay en 6 g d’esta sustanciasubstancia: Si sabemos que cada mol de diòxid de azufre contiene 64 g, n= 6g . 1/64 = 0,094 mols. Ahora ya podemos realizar la operación con la fórmula: P= n R T/V P= 0,094 . 0,082 . 300/ 0,75 = 3,08 atmósferas.

2. El propano reacciona con el oxígeno atmosférico y forman dióxido de carbono y agua. Escribe y ajusta la ecuación que corresponde al proceso, indicando la proporción mols y gramos entre las sustancias que intervienen, y calcula los mols y gramos de oxígeno necesarios para quemar una bombona de 500 g de propano. (La primera ecuación química fue escrita por Antoine L. Lavoisier)

Tenemos que calcular a cuantos mols de oxígeno equivalen los 500 g de propano: 500 g . 1/44 . 5/1 = 56,8 mols de oxígeno atmosférico. Por lo tanto: 56,8 . 32/1 = 1817,6 g de oxígeno. Se necesitan 1817,6 g, o 56,8 mols de oxígeno, para quemar 500 g de propano.

VELOCIDAD DE REACCIÓN

Es la rapidez con qué unas sustancias (reactivos) se transforman en otras distintas (productos). 

Factores de qué depende:

q    a. Concentración: La velocidad de reacción aumenta con la concentración como se explica en el esquema adjunto:

 -         concentración                                      + concentración

-         choques                                             + choques

- velocidad de reacción                             + velocidad de reacción

q    b. Grado de división:

Por ejemplo, una barra de hierro gruesa tarda años en oxidarse, en cambio las limaduras de hierro se oxidan en minutos. La velocidad de reacción crece con el grado de división.

      c. Temperatura: La velocidad de reacción aumenta con la temperatura.

+ temperatura => + energía cinética de las partículas => movimientos con + velocidad => + choques => + velocidad de reacción.

q     d.  Presión:                            

 + presión =>  + concentración => + choques  =>  + velocidad de reacción.

q       e. Naturaleza de los reactivos:

Por ejemplo, el sodio se oxida más rápidamente en el aire que el hierro, por su naturaleza.

q       f. Luz:

La luz ultravioleta arranca electrones de algunos átomos formando iones y esto hace aumentar la velocidad de reacción.

q       g. Catalizadores:

El catalizador es una sustancia que se añade a los procesos lentos de reacción por tal que una las partículas con rapidez. Al final del proceso resulta inalterado químicamente. En el gráfico siguiente se representa la función que realiza un catalizador:

ÀCIDOS Y BASES

La primera teoria sobre qué eran los ácidos y las bases fue propuesta por Antoine L. Lavoisier que también indicó las propiedades que tenían ácidos y bases. Sin embargo, aunque las propiedades son correctas, la teoria de Lavoisier no lo era. A finales del siglo XIX surgió la primera teoria moderna de ácidos y bases propuesta por Svante A. Arrhenius (ácido es una substancia que tiene átomos de H en su composición y que los libera en forma de H⁺ en el agua; base es una substancia que tiene OH en su composición y que libera aniones OH^- cuando se disuelve en el agua). Posteriormente aparecieron teorias que mejoraron la de Arrhenius, son las de Bronsted-Lowry y la de Lewis.

o      

Si los ácidos y las bases se mezclan, se neutralizan, es decir, ambos pierden sus características. (Ver experiencia casera).