Transcript of UD4 LES REACCIONS QUIMIQUES
- 1. LES REACCIONSLES REACCIONS QUMIQUESQUMIQUES
- 2. NDEX DE LA UNITAT DIDCTICANDEX DE LA UNITAT DIDCTICA
- 3. CANVI FSIC/ CANVI QUMICCANVI FSIC/ CANVI QUMIC Els canvis
fsics sn transformacions que no alteren la naturalesa de les
substncies. s a dir, no produeixen substncies diferents de les
inicials. Aix, els fenmens mecnics, elctrics, magntics, etc., sn
fenmens fsics Els canvis qumics impliquen una modificaci o
transformaci de la matria. Les substncies inicials i finals sn
totalment diferents, encara que els toms que formaven les
substncies inicials sn els mateixos que els que trobem al final de
la reacci, s'han reagrupat de manera diferent.
- 4. LA REACCI QUMICALA REACCI QUMICA Els canvis qumics sn
transformacions que alteren la naturalesa qumica de les substncies
i fan que apareguin substncies diferents de les inicials. Els
canvis qumics sn el resultat d'un procs anomenat reacci qumica. En
tota reacci qumica les substncies inicials que es transformen
sanomenen reactius i les substncies noves que apareixen a causa de
la transformaci sanomenen productes. En ser els reactius i els
productes substncies diferents tenen propietats diferents: color,
olor, sabor, densitat, viscositat, punt de fusi, etc.
- 5. LA REACCI QUMICALA REACCI QUMICA Les reaccions qumiques
tenen les segents caracterstiques: - les substncies presents
inicialment, anomenades reactius, desapareixen ms o menys
completament, - apareixen una o ms substncies noves, anomenades
productes, a mesura que van desapareixent els reactius, - les
propietats dels productes sn , en general, molt diferents de les
dels reactius, - una reacci qumica implica un canvi d'energia (o
calor) del sistema, en passar de reactius a productes. Aix que les
reaccions qumiques van acompanyades normalment d'emissi o absorci
d'energia, com per exemple calor, llum o electricitat. Una reacci s
exotrmica si allibera energia, i endotrmica si cal aportar-li
energia perqu tingui lloc -les reaccions qumiques es produeixen a
una velocitat determinada, que depn de diversos factors(tipus de
reacci, temperatura, i de si el sistema cont un catalitzador o
enzim que acceleri la reacci.
- 6. LA REACCI QUMICALA REACCI QUMICA En una reacci qumica els
toms dels reactius es reorganitzen d'una altra manera, formant nous
enllaos qumics de manera que apareixen nous compostos
- 7. LA VELOCITAT DE LES REACCIONS QUMIQUESLA VELOCITAT DE LES
REACCIONS QUMIQUES La velocitat de reacci es defineix com la
quantitat de reactiu que es transforma per unitat de temps, o b la
quantitat de producte que es forma per unitat de temps. TEORIA DE
LES COLLISIONS La velocitat duna reacci est relacionada amb
diferents factors. Per comprendre com hi influeixen aquests
factors, cal partir de la idea que perqu dues substncies reaccionin
s necessari que les seves partcules entrin en contacte. En realitat
el que fan les partcules s xocar entre si. Si el xoc es produeix
amb una determinada orientaci i les partcules tenen una energia
mnima necessria, anomenada energia dactivaci, es pot produir la
reacci. Aix s el que proposa la teoria de les collisions.
- 8. LA VELOCITAT DE LES REACCIONS QUMIQUESLA VELOCITAT DE LES
REACCIONS QUMIQUES TEORIA DE LES COLLISIONS
- 9. LA VELOCITAT DE LES REACCIONS QUMIQUESLA VELOCITAT DE LES
REACCIONS QUMIQUES Factors que influeixen en la velocitat de
reacci: Si augmenta la concentraci dels reactius augmenta la
velocitat. Com que hi ha ms quantitat de partcules hi haur ms xocs
i tamb augmentar la probabilitat de xocs que tinguin lorientaci
adequada. Si augmenta la temperatura augmenta la velocitat. Aix
augmenta lenergia cintica de les partcules i hi haur ms partcules
que tinguin un valor denergia igual o superior a lenergia
dactivaci. Tamb hi haur ms mobilitat en les partcules, la qual cosa
far augmentar el nombre de xocs. Si augmenta el grau de divisi dels
reactius augmenta la velocitat. Daquesta manera hi ha ms superfcie
de contacte i aix sincrementa el nombre de xocs. Afegint un
catalitzador al sistema augmenta la velocitat. Un catalitzador s
una substncia que modifica la velocitat de reacci per no interv en
la reacci. Actua disminuint lenergia que necessiten les partcules
per poder reaccionar. Vdeo: pastilles efervescents i velocitat de
reacci (1'23")
- 10. L'EQUACI QUMICAL'EQUACI QUMICA Les reaccions qumiques se
simbolitzen mitjanant equacions qumiques. Les equacions qumiques sn
expressions matemtiques abreujades que s'utilitzen per descriure el
que succeeix en una reacci qumica en els seus estats inicial i
final. Hi figuren dos membres; en el primer, els smbols o frmules
dels reactius i en el segon els smbols o frmules dels productes.
Per separar els dos membres s'utilitza una fletxa que generalment
es dirigeix cap a la dreta, indicant el sentit de la reacci. Ex:
Reacci de combusti: el met pot reaccionar amb oxigen per formar
dixid de carboni i aigua CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O
PRODUCTESREACTIUS
- 11. L'EQUACI QUMICAL'EQUACI QUMICA Generalment s'ha d'indicar
lestat fsic en qu es troba cada substncia utilitzant unes
abreviatures especfiques que sescriuen com a subndexs entre
parntesis al costat de cada frmula: s (slid), l (lquid), g (gas) i
aq (dissoluci aquosa). Lestat fsic dels reactius i dels productes s
independent, s a dir, poden reaccionar substncies en qualsevol
estat fsic i sobtenen productes tamb en qualsevol dels estats.
Reacci d'electrlisi de l'aigua: A vegades veiem equacions en qu els
reactius i els productes no porten cap mena dindicaci, ja que no es
considera rellevant lestat de les substncies que hi
intervenen.
- 12. L'EQUACI QUMICAL'EQUACI QUMICA
- 13. L'EQUACI QUMICA: exemplesL'EQUACI QUMICA: exemples
- 14. LLEI DE CONSERVACI DE LA MATRIALLEI DE CONSERVACI DE LA
MATRIA Aquest principi va ser enunciat el 1875 per Antoine
Lavoisier, qumic francs considerat el pare de la qumica moderna.
LLEI DE LA CONSERVACI DE LA MASSA O LLEI DE LAVOISIER: "La massa
dels productes d'una reacci qumica s igual a la massa dels reactius
de la reacci." massa reactius qumics = massa productes de la reacci
La llei de la conservaci de la massa s conseqncia del fet que en
una reacci qumica no es formen toms nous, sin que noms es
recombinen per formar els reactius. El nombre dtoms de cada element
no varia durant el procs; per tant, no es crea ni es destrueix
massa.
- 15. AArr: LA MASSA ATMICA RELATIVA O PES ATMIC: LA MASSA ATMICA
RELATIVA O PES ATMIC Una unitat de massa atmica (u) correspon a una
dotzena part de la massa de l'istop 12 del carboni. Ar : El pes
atmic o massa atmica relativa s el quocient entre la massa mitjana
dun tom de lelement i la unitat de massa atmica u . Tamb es
defineix com la mitjana de la massa atmica relativa dels seus
istops ponderada amb la corresponent abundncia natural a la Terra.
No t unitats. El valor de la massa atmica relativa de cada element
apareix a la Taula Peridica. Masses atmiques relatives d'alguns
elements (valors arrodonits) H = 1 Na = 23 Cl = 35,5 S = 32 O = 16
Fe = 55.8 Ca = 40 Mg = 24.3 C = 12 P = 31 K = 39 Zn = 65.4
- 16. MMrr: LA MASSA MOLECULAR RELATIVA O PES MOLECULAR: LA MASSA
MOLECULAR RELATIVA O PES MOLECULAR Podem definir la massa molecular
relativa (Mr) com la relaci entre la massa duna molcula determinada
i la unitat de massa atmica. Com ja coneixem els pesos atmics dels
elements, per calcular les masses moleculars sumarem les masses
atmiques dels toms que formen cada molcula. Exemple: Calcula el pes
molecular o massa molecular relativa de laigua. Ar H = 1 Ar O = 16
Mr H2O = 21 + 16 = 18
- 17. CLCULS DE MASSA EN LES REACCIONS QUMIQUESCLCULS DE MASSA EN
LES REACCIONS QUMIQUES Als qumics els interessa conixer la massa de
reactius que necessiten per obtenir una quantitat de producte
determinada en una reacci qumica, o la quantitat de producte que
poden obtenir a partir d'una determinada quantitat de reactius. Per
realitzar els clculs cal disposar de l'equaci qumica ajustada de la
reacci. Llavors podem conixer la quantitat de molcules d'un
producte que es pot obtenir a partir d'una certa quantitat de
molcules dels reactius. Per exemple amb 2 molcules d'hidrogen (H2)
i 1 molcula d'oxigen (O2) es poden obtenir 2 molcules d'aigua
(H2O). Per quan es realitza una experincia al laboratori, no es
poden comptar aquestes partcules individualment, sin que es
treballa amb unes quantitats mesurables amb balana. Aix que cal
trobar un patr per poder relacionar de manera senzilla la quantitat
de partcules (toms, molcules) i la massa, que s el que es mesura a
la balana. Aix va sorgir el mol. 2H2 + O2 2 H2O
- 18. EL MOLEL MOL EL MOL: - El mol s la unitat de quantitat de
matria (substncia) en el Sistema Internacional. - La massa dun mol
de qualsevol substncia coincideix amb el seu pes atmic o la seva
massa molecular relativa expressada en grams. - Un mol de qualsevol
substncia cont el mateix nombre de partcules (nombre d'Avogadro)
1mol = NA = 6,0221023 partcules (toms, molcules, ions, ...) Element
Ar 1 mol cont... Massa molar (M) Hidrogen (H) 1.0079 1 6,021023
toms d'H 1 g/mol Oxigen (O) 15.99 16 6,021023 toms d'O 16 g/mol
Alumini (Al) 26,98 27 6,021023 toms d'Al 27 g/mol Ferro (Fe) 55.845
56 6,021023 toms de Fe 56 g/mol
- 19. EL MOLEL MOL EL MOL I LES MASSES ATMIQUES La massa en grams
dun mol dtoms dun element s numricament igual al pes atmic de
lelement. EL MOL I LES MASSES MOLECULARS La massa molecular duna
substancia s la suma de les masses atmiques dels elements que la
formen. La massa en grams dun mol de molcules es numricament igual
a la massa molecular. Exemples:
- 20. EL MOLEL MOL Si es pensa en el concepte de dotzena, es
podria dir, que una dotzena de cotxes t una dotzena de volants i
quatre dotzenes de rodes (4 12 = 48 rodes). El que pesa una dotzena
no es pot saber, ja que depn de qu s la dotzena (no pesa el mateix
una dotzena d'ous que una dotzena de llibres); el que s que sabem,
per, s que cont dotze elements. El mol cont aquest nombre tan
elevat de partcules (6,022141291023 ) perqu justament aquest nombre
d'toms t una massa (en g) que coincideix amb el pes atmic de cada
element. El concepte de mol s fcil dentendre si es pensa que s
similar al de dotzena. Una dotzena s la quantitat de substncia que
cont dotze partcules, un nombre til en situacions de la vida
quotidiana per molt petit per referir-se a toms.
- 21. EL MOLEL MOL Grfic sobre la conversi a mols
- 22. ESTEQUIOMETRIAESTEQUIOMETRIA Estequiometria vol dir estudi
quantitatiu de les reaccions qumiques, o, expressat duna altra
forma, clculs numrics aplicats a les reaccions per tal de resoldre
qestions com ara la quantitat duna substncia que es combina amb una
altra. Als qumics els interessa conixer la massa de reactius que
necessiten per obtenir una quantitat de producte determinada en una
reacci qumica, o la quantitat de producte que poden obtenir a
partir d'una determinada quantitat de reactius. Els clculs que cal
fer per resoldre aquestes qestions es diuen clculs estequiomtrics.
Per realitzar els clculs estequiomtrics cal disposar de l'equaci
qumica ajustada de la reacci. Llavors podem conixer la quantitat de
molcules d'un producte que es pot obtenir a partir d'una certa
quantitat de molcules dels reactius.
- 23. ESTEQUIOMETRIAESTEQUIOMETRIA Ats que la massa no es crea ni
es destrueix, sin que noms es transforma (Llei de conservaci de la
massa), han d'haver-hi els mateixos toms de cadascun dels elements
que intervenen en la reacci qumica, a un costat i a l'altre de
l'equaci qumica, s a dir, en els reactius i en els productes.
- 24. ESTEQUIOMETRIAESTEQUIOMETRIA Exemple de reacci qumica
ajustada (permet realitzar clculs estequiomtrics): TOMS REACTIUS
PRODUCTES C 1 1 H 4 4 O 4 4
- 25. AJUSTAR UNA REACCI QUMICAAJUSTAR UNA REACCI QUMICA Ajustar
o igualar una equaci qumica vol dir que el nombre dtoms de cada
element ha de ser igual en els dos membres de lequaci (reactius i
productes). No es poden modificar els subndexs, ja que estarem
canviant una substncia per una altra. Bsicament, es tracta de
trobar uns nombres, anomenats coeficients estequiomtrics, que
posarem davant de cada espcie qumica que intervingui en la reacci
amb la finalitat de qu hi hagi el mateix nombre d'toms de cada
element tant en els reactius com en els productes. Els coeficients
estequiomtrics defineixen una proporci de molcules o toms i per
tant una proporci en mols.
- 26. COM S'AJUSTA UNA REACCI QUMICA?COM S'AJUSTA UNA REACCI
QUMICA? Per tal d'ajustar podem seguir 2 mtodes principals: el del
tempteig i l'algebraic. Per ajustar equacions senzilles n'hi ha
prou amb el mtode del tempteig: 1. Igualar els toms dels metalls i
dels nometalls, excepte l'hidrogen i l'oxigen. Tamb podem
entendre-ho com igualar els toms dels elements que es trobin en el
menor nombre d'espcies. 2. Igualar desprs els toms d'hidrogen. 3.
Igualar, finalment, els toms d'oxigen. 4. Repassar si cal modificar
el pas 1. Ex. aquesta reacci de combusti del prop no est
igualada:
- 27. COM S'AJUSTA UNA REACCI QUMICA?COM S'AJUSTA UNA REACCI
QUMICA? Pas 1. Comencem igualant els tom de metall (no n'hi ha) i
no-metall (el C) Pas 2. Ajustem els toms d'hidrogen: Pas 3.
Finalment ajustem els toms d'oxigen:
- 28. COM S'AJUSTA UNA REACCI QUMICA?COM S'AJUSTA UNA REACCI
QUMICA? Comprovem que la reacci ha quedat realment igualada
(ajustada): TOMS REACTIUS PRODUCTES C 3 3 H 8 8 O 10 10
- 29. INTERPRETACI MOLECULARINTERPRETACI MOLECULAR 2 CO(s) + O2
(g) 2 CO2(g) Aquesta equaci indica que dues molcules de CO
reaccionen amb una molcula doxigen per produir dues molcules de CO2
Els coeficients de lequaci indiquen la proporci en molcules o mols,
no en grams. 2 mol CO(s) + 1 mol O2 (g) 2 mol CO2(g) Per ho podem
traduir en grams (sabem el valor de la massa molar): 56 g CO(s) +
32 g O2 (g) 88 g CO2(g)
- 30. vdeosvdeos Vdeo: Les reaccions qumiques (videoteca de la
UPC)