Subsecretaría de Educación Media Superior

Unidad de EducaciónMedia Superior Tecnológica Industrial y de Servicios

Centro de Bachillerato Tecnológico Industrial y de Servicios

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CUADERNILLO DE QUÍMICA II

APRENDIZAJES UMBRALES

PROGRAMA DE ESTUDIOS DEL COMPONENTE BÁSICO DEL MARCO CURRICULAR

COMÚN DE LA EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR

CAMPO DISCIPLINAR DE CIENCIAS EXPERIMENTALES

BACHILLERATO TECNOLÓGICO

ASIGNATURA: QUÍMICA II

PARA CURSO REMEDIAL Y RECURSAMIENTO

CBTIS 116

Ácidos y Bases Química II CBTIS 116 e-Learning

Mtra. María Elena Llamosas Nava

“Ácidos y Bases “ ¿Qué son?

Cuando vemos los productos que venden en el

mercado

no logramos identificar si son ácidos o bases,

hasta que se le determina su grado de acidez (pH)

o cuando tenemos mas conocimiento sobre el producto

y el tema.

¿Podrías decir cuál de los productos de la imagen son ácidos?

y cuáles son básicos?

IMPORTANCIA DE LAS CARACTERÍSTICAS DE ÁCIDOS Y BASES

¿Será importante conocer las características de los alimentos?

Desde que el ser humano ha probado los alimentos los ha distinguido por su sabor

ya que al comerlos percibe lo ácido, básico o salado.

Y por instinto de conservación los sabores amargos los evita comer, por desagradables

y en algunos casos por ser tóxicos.

Ahora con el avance de la química, se conocen sus propiedades y característias

que nos permiten manejarlas con su debido cuidado.

Por eso es muy peligroso dejar al alcance de los niños

Los productos de limpieza, medicamentos y otros que resultan tan

peligrosos, hasta mortales.

Si bien los ácidos son desagradables, en algunos alimentos dan un buen toque de sabor, y al

prepararlos se puede cambiar el pH (su grado de aidez) y

hacerlo muy delicioso.

Por ejemplo el limón que es ácido, al ser preparado en

agua fresca, da como resultado una agradable bebida

refrescante.

En otro ejemplo tenemos el jabón para bañarse, que de origen es una base muy fuerte

como lo es el NaOH (hidróxido de sodio), que al transformarse mediante una reacción

de saponificación de grasas, se convierte en los jabones con bonito aroma, para bañarte.

Como puedes ver, la utilidad de ácidos y bases es muy grande, todo depende del

objetivo que tenga el producto deseado.

CONCEPTOS FUNDAMENTALES

En términos generales, se de nominan Ácidos a las sustancias que al disolverse en agua son capaces de liberar protones (H+).

Las bases ( o hidróxidos ) las sustancias que son capaces de

liberar iones hidroxilo (OH - ).

Estos términos serán los má utilizados para efectos del tema.

Las características principales de Ácidos y Bases se muestran en esta tabla.

Ácidos Bases

Sabor agrio Sabor amargo ( astringente )

En disolución acuosa conducen electricidad En disolución acuosa conducen electricidad

Son electrolitos Son electrolitos

Al tacto son picantes, ardorosos, queman piel. Al tacto son jabonosas (untuosas)

Son corrosivos reaccionando con algunos metales

desprendiendo gas hidrógeno

Formas sólidos insolubles como hidróxidos

Neutralizan a las bases formando sal y agua Se neutralizan con ácidos formando sal y agua

Cambian el papel tornasol azul a rojo Cambian el papel tornasol rojo a azul

Rango de pH de 0 a 6.9 ( pH menor a 7 ) Rango de pH de 7.1 a 14 ( pH mayor a 7 )

En fenolftaleina quedan incoloros En Fenolftaleina quedan Rosa-Violeta

Con el tiempo los conceptos de ácidos y bases se han ido modificando, sobre todo cuando se propusieron

las diferentes Teorías de Arrhenius, Brönsted-Lowry y Lewis.

A continuación se presenta un cuadro comparativo de las tres teorías para el concepto de ácido y base.

TEORÍA Arrhenius Brönsted-Lowry Lewis

Ácido

(definición) Cede iones (H+ ) en agua Cede protones (H+ ) en reacción Acepta par de electrones

Base (definición) Cede iones (OH – ) en agua Acepta protones (H+) en reacción Dona par de electrones

En su Reacción Hay formación de agua Hay transferencia de H+ Presenta formación de enlace

covalente coordinado

Característica Solo en disolución acuosa Solo en transferencias de (H+) En Teoría general

Ácidos y Bases en la vida cotidiana

H2SO4 Ácido sulfúrico Es un ácido fuerte con muchos usos.

Muy corrosivo e irritante. Intensamente oxidante.

Usado en producir: Fertilizantes, en la refinación del petróleo,

explosivoa,tratamiento de acero, detergentes y plásticos.

Para el mundo de hoy, se producen grandes cantidades, y es

considerado como un indicador del desarrollo industrial de las naciones. También muy utilizado en la industria maderera y del papel, en muchos procesos de la industria textil y en la producción de baterías (aunque en una proporción leve).

Ácido clorhídrico HCl Pese a que es un ácido fuerte, está presente en el cuerpo humano, concretamente en el estómago, donde cumple una importante función en el proceso digestivo. Su

exceso genera acidez estomacal. El decapado del acero, la acidificación de pozos de petróleo, la fabricación de alimentos, la producción de cloruro de calcio y el tratamiento de minerales

Ácido fosfórico H3PO4 Este ácido es un ingrediente común en las bebidas gasificadas. Se desaconseja el consumo habitual de tales bebidas por el impacto negativo de este ácido en el metabolismo del calcio, lo que afecta huesos y dientes sobre todo.

Ácido acetil salicílico C₉H₈O₄

Es un ácido orgánico muy importante, con propiedades analgésicas y antiinflamatorias; es la base de la aspirina.

Ácido acético CH3COOH Conservante de alimentos muy usado en el hogar, base de vinagretas y escabeches. Es el componente mayoritario del vinagre.

Hidróxido de sodio (soda cáustica) NaOH

Como se puede ver en la reacción química de la producción del jabón, se requiere de una grasa

o aceite, adicionando una Base o Hidróxido de sodio, en un calentamiento prolongado.

Hidróxido de magnesio (leche de magnesia) Mg(OH)2

Dentro de los usos más comunes es en un antiácido Estomacal, para aliviar la acidez o agruras.

Ca(OH)2 Hidróxido de calcio (cal) En las obturaciones dentales, cementación permanente dental. Así como en la agricultura para nivelar el pH del suelo.

KOH Hidróxido de potasio. Precursor de los jabones líquidos o suaves, después de la

saponificación de grasas. Aplicaciones industriales. Los usos principales son en la producción de carbonato de potasio, fosfatos de potasio, fertilizantes líquidos y jabones y detergentes de potasio.

NH4OH Hidróxido de amonio, son utilizados para la limpieza en general y en agricultura.

El pH en la agricultura

• La acidez del suelo determina las reacciones químicas necesarias para que los nutrientes se encuentren disponibles

y que las plantas las puedan absorber. • Un rango de pH inadecuado dificultará la solubilidad

de los nutrientes en el suelo y al final viene la carencia de nutrientes esenciales.

Por ejemplo, si utilizamos la escala Sorensen de pH (Potencial de Hidrógeno), podemos ver en que rango de acidez o basicidad estará el sustrato para las plantas (tierra).

pH entre 5.6 a 6 es medianamente ácido= se considera un suelo adecuado para la mayoría de los cultivos. pH de 6.1 a 6.6 es ligeramente ácido= y es donde se encuentra la disponibilidad máxima de nutrientes. pH de 6.6 y 7.3 se considera que los efectos tóxicos de los elementos son mínimos. pH por encima de 7.4 se considera desfavorable y disminuye disponibilidad de micronutrientes y la planta se muere.

¿Cuáles son los niveles de pH del cuerpo humano?

Cada parte del cuerpo tiene

diferente valor de pH Cada parte de nuestro organismo tiene un equilibrio.

Al romper esos equilibrios, estamos haciendo que nuestro cuerpo

se esfuerce para recuperarlo

Ojo pH=7.4

Boca pH=6.2- 7.6

Piel pH= 4.5 – 5.75

Estómago pH= 1-2

Intestino Delgado pH=7.6

Intestino Grueso pH= 8.4

Orina pH= 4.5-8

Sangre pH= 7.35 – 7.45

Sudor pH=6

Saliva pH= 7 – 7.4

Si la alcalinidad de nuestra sangre llegase a pH 7.8 moriríamos

Si llega a pH 7.1 entraríamos en coma

Si llega a pH 6.9 fallecemos.

¿Será importante el pH en nuestras vidas?

¿Será importante conocer algo del pH?

NOMBRE ALUMNO: ___________________________________ GRUPO:___________

NOMBRE MAESTRO:__________________________________ Química II CBTIS 116

ACTIVIDAD 1

Escribe debajo de cada figura cuál es producto ácido y cuál es básico.

______________________ _______________ _______________ ________________ ___________________

ACTIVIDAD 2

Escribe en la línea si corresponde a un ácido o una base, de acuerdo a la carácterística

que se indica.

Son corrosivos reaccionando con algunos metales desprendiendo gas hidrógeno._____________

Sabor amargo ( astringente ) _____________________________________________________

Neutralizan a las bases formando sal y agua_________________________________________

Al tacto son jabonosas (untuosas)__________________________________________________

Rango de pH de 0 a 6.9 ( pH menor a 7 )________________________________________

Cambian el papel tornasol rojo a azul_______________________________________________

Sabor agrio____________________________________________________________________

Se neutralizan con ácidos formando sal y agua________________________________________

Actividad 3

Escribe 5 niveles de pH del cuerpo humano, que consideres importantes.

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

Actividad 4

Escribe con tus propias palabras:

¿Será importante el pH en nuestras vidas?___________________________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

¿Será importante conocer algo del pH? _____________________________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

RESOLVER PROBLEMAS DE pH

Química II CBTIS 116 e-Learning

Mtra. María Elena Llamosas Nava

Como resolver problemas de cálculo de pH, pOH, [ H+1 ], [ OH- 1 ]

Las ecuaciones para utilizar son:

pH = -log [H+ ] Nota : De acuerdo a la Teoría de Arrhenius los iones [H+ ]= [H 3O+]

pOH = -log [OH- ]

pKw = pH + pOH

[H+ ]= [H 3O+] = 10-pH

[OH- ] = 10-pOH

• Como puedes ver, se necesitara la función “logaritmo” de tu calculadora científica, y la

función 10x

• Entonces iniciaremos con el manejo de tu calculadora.

PARA RESOLVER LOS PROBLEMAS debes considerar lo siguiente

1.-En éste tema la concentración de las soluciones se representa con un corchete [ ]

• Ejemplo [ 0.009 ] significa concentración 0.009 mol/L o cualquier concentración.

• Significado mol/L = M = Molar

mol/Kg = m = Molal

EQ/L = N = Normal

• 2.-Tendrás que saber manejar las cifras exponenciales negativas, ya que son soluciones muy diluidas, las que se tienen en la escala de pH de Sorensen.

NOMBRE ALUMNO: ____________________________________ GRUPO:___________

NOMBRE MAESTRO:___________________________________ Química II CBTIS 116

Actividad 1

Resuelve el siguiente problema, siguiendo la guía de los problemas ya explicados.

1.- Calcuar el pH y pOH de una solución de Windex (limpiador de vidrios) que contiene

una concentración de hiones Hidrógeno de 0.000005 mol/ Litro .

DATOS FÓRMULA SUSTITUCIÓN

2.- Se desea conocer el pH y pOH de una solución desinfectante que contiene una concentración

de iones Hidrógeno de 0.0045 mol/Litro.

DATOS FÓRMULA SUSTITUCIÓN

3.- Una solución de Jabón tiene un pH de 3.2 ¿Cuál será su pOH ?

NEUTRALIZACIÓN

Química II CBTIS 116 e-Learning

Mtra. María Elena Llamosas Nava

Un Ácido neutraliza a una Base

y una Base neutraliza a un Ácido

Lo anterior se representa con una ecuación general:

NEUTRALIZACIÓN:

Es una reacción química entre un ácido y una base, en donde se igualan la cantidad

de iones H+ del ácido con los iones OH- de la base.

Utilizando una reacción de neutralización se puede conocer una concentración

desconocida de una solución a partir de otra solución con concentración

conocida, con una técnica llamada Titulación.

Ejemplos de reacciones de Neutralización:

HNO3 + KOH KNO3 + H2O

H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2 H2O

H3PO4 + 3KOH K3PO4 + 3H2O

¿Cómo podemos determinar la concentración de un ácido o una base en una disolución?

Mediante el método de valoración ácido-base llamado Titulación.

Esto es, utilizando una reacción de neutralización, se puede conocer la concentración desconocida de una solución a partir de otra solución la cual contiene una

concentración conocida, llamada solución patrón o de referencia.

TITULACIÓN • Una Titulación es una técnica que conlleva un procedimiento analítico

cuantitativo, es relativamente sencillo porque no requiere de muchos

aparatos costosos, ni difíciles de manejar.

¿ Cuál es el fundamento de una Titulación “Ácido-Base” ?

Es la reacción de neutralización entre ácidos y base.

¿ Por que ? Porque mediante la titulación se consigue una neutralización

entre iones H3O+ y OH-

La titulación ayuda a determinar la concentración de una sustancia

contenida en una muestra.

La solución volumétrica: se selecciona un ácido o base como complemento

a la solución de prueba.

¿Para qué sirven las Titulaciones Ácido-Base ?

Determinación de acidez en agua de mar,

agua de la llave y agua potable.

Determinar la concentración de diferentes sustancias.

En la elaboración de medicamentos en la industria

farmacéutica.

En la industria petroquímica.

En el análisis medioambiental.

En el control de los procesos industriales.

En el análisis farmacológico.

En el análisis forense.

Conocer la calidad de ciertos productos o alimentos en la

industria.

En la agricultura determinar la acidez del suelo, ya que un

exceso de acidez en el suelo puede afectar a las cosechas,

por eso se tiene que neutralizar utilizando Cal la cual es

Óxido de calcio CaO, o agregando Hidróxido de calcio

Ca(OH)2 llamado cal apag ada.

En la industria de los cosméticos, determinar la

concentración de sustancias peligrosas.

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NOMBRE MAESTRO:___________________________________ Química II CBTIS 116

Contesta las siguientes preguntas:

1- Qué es la “Neutralización” :

2.- Para qué sirve la Neutralización:

3.- Que es la Titilación Ácido-Base:

4.- Para qué sirve la Titulación Ácido-Base en la industria:

5.- Menciona 5 aplicaciones de la Titulación que consideres muy importantes.

Actividad

El alumno observa y analiza los siguientes

videos para reflexiona sobre la contaminación.

• https://www.youtube.com/watch?v=HjsKxfjDHvA&feature=youtu.be

• https://www.youtube.com/watch?v=myad29yNm44&feature=youtu.be

• https://www.youtube.com/watch?v=D80Idnh811IR

Actividad 1

El alumno realiza la siguiente lectura, analizando los puntos más importantes para posteriormente

contestar un cuestionario.

Lectura

¿Qué es la lluvia ácida?

Todo el mundo ha oído hablar alguna vez de estefenómeno, pero pocos saben exactamente qué

es la lluvia ácida y a qué se debe. La lluvia ácida escualquier tipo de precipitación con una

altaconcentración de ácido sulfúrico y ácido nítrico.

No solo se trata de la lluvia líquida que conocemos, sino que también se encuentra en nieve,

niebla, granizo, rocío, neblinas y partículas en suspensión que terminan en el suelo.

Se trata de un fenómeno natural causado por, entre otras cosas, la emisión de químicos durante

las erupciones volcánicas y la descomposición de plantas. Sin embargo, la mayor incidencia de

lluvia ácida en nuestros días es provocada por la acción humana, sobre todo debido al uso de

combustibles fósiles (petróleo y carbón) que provienen de las fábricas, vehículos, centrales

eléctricas y calderas.

La quema de estos combustibles genera óxido de nitrógeno y dióxido y trióxido de azufre, que pasan a la atmósfera. En ella, una reacción con el agua en suspensión y otras sustancias genera

la lluvia ácida, la cual se puede propagar a lo largo de cientos de kilómetros.

Para conocer la acidez y alcalinidad de una sustancia de utiliza una escala de pH, considerándose un nivel de 7.0 como neutro. A partir

de dicho nivel, cuanto más bajo sea, más ácida será esa sustancia.

La lluvia normal tiene un pH aproximado de 5.6, mientras que la ácida generalmente tiene un pH entre 4.2 y 4.4

Las tres carboeléctricas de CFE aportaron cerca del 9.46% de la electricidad durante 2019, y ahora ronda el 7.3% en lo que va de 2020. (DWalker44/Getty Images)

Efectos de la lluvia ácida. Aunque el imaginario popular nos haga pensar en una lluvia que

corroe la piel, el efecto de la lluvia ácida es menos espectacular, aunque no por ello menos dañino.

En primer lugar, la lluvia ácida afecta de manera fatal a las masas de

agua como lagos, ríos y mares. Provoca un cambio en su acidez que

destruye las algas y el plancton, y aumenta la mortalidad de los peces.

Las masas forestales son también víctimas de este fenómeno, al devastar

los microorganismos que fijan el nitrógeno y destruir de forma directa las

hojas y ramas por contacto.

No solamente los elementos orgánicos se ven afectados por la lluvia ácida: también lo sufren los

edificios e infraestructuras. La acidez disuelve el carbonato de calcio y deteriora el mármol y la

caliza, erosionando monumentos y esculturas. Es también

el azote de las zonas agrícolas debido a que des ioniza el

suelo, empobreciéndolo y provocando estrés a las plantas,

que las hace más susceptibles a las plagas. Además,

cambia y deteriora las condiciones naturales de los

ecosistemas acuáticos, impactando en la cadena trófica y

afectando a un número importante de especies.

Efectos de la lluvia ácida durante los últimos 60 años en una escultura de Westfalia (Alemania). E.M.

En cuanto al impacto que tiene sobre los seres humanos, el contacto físico con este tipo de lluvia

no es perjudicial en sí mismo. Lo realmente peligroso son las partículas de nitrato y sulfato que se

producen, las cuales se desplazan a través del aire posibilitando que las inhalemos. En este último

caso, una larga exposición a este tipo partículas podría derivar en ciertas enfermedades

respiratorias.

La lluvia ácida en el mundo. Este fenómeno se produce en numerosos países y zonas a lo largo

del planeta, sin embargo, los países que más concentración de lluvia ácida presentan son los

asiáticos y los europeos; especialmente Escandinavia y Alemania. Pero de todos, el país más

afectado es China, donde este fenómeno causa daños a casi la mitad de la población del país. Esto

es debido a que su fuente de energía principal proviene de la quema de carbón, la cual ocasiona

multitud de gases tóxicos. De ahí que sea muy habitual ver a sus ciudadanos portando una

mascarilla cuando se encuentran en la calle.

En España la lluvia ácida se da sobre todo en Galicia y el País

Vasco, aunque también está presente en algunas partes de

Cataluña y Murcia. Esto es debido en gran parte a su gran

tradición industrial, lo que genera una gran cantidad de gases

tóxicos durante el proceso de producción.

Madrid bajo una cielo contaminado

Soluciones para la lluvia ácida. No podemos evitar las erupciones volcánicas, pero sí podemos

luchar por reducir de maneraconsiderable las emisiones de contaminantes. Los humanos somos

los principales causantes de la lluvia ácida y de sus consecuencias, de modo que, si queremos

evitarlas, tendremos que cambiar nuestros hábitos de consumo y de uso de los recursos naturales.

Entre las soluciones propuestas para reducir la ocurrencia de este fenómeno se ha enumerado:

❖ Rebajar el nivel de azufre en los combustibles fósiles.

❖ Reducir el consumo de los combustibles fósiles.

❖ Impulsar el uso del gas natural en industria.

❖ Impulsar el transporte eléctrico.

❖ Introducir el convertidor catalítico de tres vías.

❖ Adición de compuestos alcalinos en las masas de agua para neutralizar el pH.

❖ Ahorro de energía en hogares.

❖ Incremento del uso de transporte público.

Por lo tanto, parte de la solución está en nuestras manos, aunque son los expertos, quienes con

sus análisis y estudios sobre la lluvia ácida, pueden contribuir de la mejor manera posible a

solucionar este fenómeno atmosférico. De ahí la importancia de contar con una variedad de cursos

sobre medio ambiente que incentiven dicho estudio.

Algunos prestigiosos científicos han estudiado recientemente el fenómeno de la lluvia ácida ,

formulado interesantes conclusiones sobre sus actuales consecuencias en las distintas partes del

mundo.

Fuente: Ecologia verde, El País

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NOMBRE MAESTRO:___________________________________ Química II CBTIS 116

Contesta el siguiente cuestionario

1- ¿Por qué se produce la lluvia ácida?

2- Ejemplos de los gases contaminantes del aire más comunes.

3- Efectos de la lluvia ácida en los mares, ríos, esculturas de marmol, en la piel.

4- ¿Qué pasa cuando un país que utiliza carbón para porducir energía?

5- Efectos de La lluvia ácida en el mundo.

6- Soluciones para reducir la lluvia ácida en el mundo.

7- Tipos de contaminación que produce tu localidad.

8- Haz una Propuestas para disminuir la contaminación en tu localidad.

Distinguir y caracterizar las reacciones

Endotérmicas y Exotérmicas.

Química II CBTIS 116 e-Learning

Mtra. María Elena Llamosas Nava

ACTIVIDAD 1

El alumno observa y analiza el video relacionado con “Reacciones Endotérmicas y

Exotérmicas” en la siguiente dirección.

https://www.youtube.com/watch?v=lqsSlCi3Wvc&feature=youtu.be

Actividad 2 Observa y analiza detenidamente las imágenes.

ACTIVIDAD 3

Leer cuidadosamente analizando el siguiente texto.

Reacción endotérmica y exotérmica

Una reacción endotérmica requiere energía mientras que una reacción exotérmica libera

energía. Esta clasificación de las reacciones químicas toma en cuenta la participación de la energía bien como reactante o como producto.

La energía es la capacidad para realizar un trabajo o para producir calor. Recordemos que las reacciones químicas involucran una reorganización de los átomos entre

sustancias con ruptura o formación de enlaces químicos. Por lo general, esta formación o ruptura de enlaces químicos

viene acompañada con cambios en la energía del sistema.

¿Qué es una reacción endotérmica?

Una reacción química es endotérmica cuando absorbe energía del entorno. En este caso, el calor se transfiere del exterior al interior del sistema. Cuando colocamos un termómetro

mientras se produce la reacción endotérmica, la temperatura disminuye. La palabra "endotérmica" deriva del griego endon que significa "dentro" y therme que significa

"calor". Las reacciones endotérmicas no proceden de forma espontánea.

¿De dónde proviene la energía en las reacciones endotérmicas?

En las reacciones endotérmicas la energía procede del entorno fuera del sistema. La cantidad de

energía potencial de los productos es mayor que la energía potencial de los reactantes. Por eso, se requiere adicionar energía a los reactantes para que la reacción proceda. Esta energía

procede del calor del entorno.

Por ejemplo, la fotosíntesis es un proceso endotérmico, donde las plantas captan la energía solar para producir glucosa a partir del dióxido de carbono y el oxígeno:

Los productos de la reacción de fotosíntesis, glucosa y oxígeno, poseen mayor cantidad de energía potencial con respecto a los reactantes, dióxido de carbono y agua. Otros ejemplos de

reacciones químicas endotérmicas con la cantidad de energía utilizada:

Ejemplos de reacción endotérmica

No sólo en el laboratorio de química se producen reacciones. En el día a día también encontramos situaciones donde se presentan reacciones endotérmicas.

Cocción de los alimentos Aunque no lo parezca, el proceso de cocinar los alimentos es endotérmico. Para poder consumir

ciertos alimentos, debemos proporcionar calor. Bolsa fría instantánea

Las bolsas frías que se usan para tratar golpes o torceduras están llenas de agua, pero cuando se agitan o golpean, se rompe en su interior una

capsula que contiene nitrato de amonio. La mezcla de nitrato de amonio con agua es una reacción

endotérmica, lo que hace que se enfríe la bolsa.

¿Qué es una reacción exotérmica?

Una reacción exotérmica es aquella donde la energía fluye hacia afuera del sistema.

Esta energía se libera en forma de calor, por lo que al colocar un termómetro en el sistema de reacción la temperatura aumenta.

La palabra "exotérmica" se forma por exo que significa "hacia afuera" y thermes, que significa "calor". Las reacciones exotérmicas pueden presentarse de forma espontánea y, en algunos casos, ser explosivas, como la combinación de metales alcalinos y agua.

¿De dónde proviene la energía en las reacciones exotérmicas?

En una reacción química, los reactantes son los compuestos que se transforman y dan origen a

los productos. Por ejemplo, cuando reacciona sodio Na con cloro Cl, estos son los reactantes y el producto es el cloruro de sodio NaCl:

Tanto reactantes como productos poseen una energía potencial almacenada. Sabemos por la ley de conservación

de la energía que la energía no se pierde ni se gana, así que la energía de los reactantes debe ser igual a la de los productos. En una reacción exotérmica, los reactantes poseen más energía potencial en comparación

con los productos, por lo que el exceso de energía se libera en forma de calor. En este caso, la energía también es considerada como parte de los productos:

En cualquier proceso exotérmico, parte de la energía potencial almacenada en los enlaces

químicos se convierte en energía térmica por medio del calor.

Ejemplos de reacción exotérmica El detergente para lavar ropa Cuando disolvemos un poco de detergente en polvo con agua en la mano podemos sentir un

leve calentamiento. Combustión del gas doméstico

La combustión de gases para uso doméstico, como el metano o el butano, involucra la reacción química con oxígeno con la formación de dióxido de carbono y agua, y liberación de energía. Esta es una típica reacción exotérmica de uso cotidiano:

La energía liberada en el proceso de combustión la usamos para cocinar los alimentos.

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ACTIVIDAD Escribe debajo de cada imagen el tipo de reacción química a la que corresponda:

_______________________________ _________________________ ________________________

_______________________________ ___________________________ ________________________

ACTIVIDAD Escribe el tipo de reacción química, sea exotérmica o endotérmica, a la que pertenece cada ejemplo de la vida cotidiana.

Cinética Química y la rapidez

de las reacciones

Química II CBTIS 116 e-Learning

Mtra. María Elena Llamosas Nava

Esta área de la química se encarga de estudiar las velocidades de las reacciones los factores

que la modifican y el mecanismo (reacciones intermedias) a través del cual los reactivos se

transforman en los productos.

Dentro de lo que se desea saber de una reacción química, podemos preguntarnos lo siguiente:

¿Se producirá espontáneamente? ¿Con qué rapidez?

1. Una vez que sepamos que una reacción química es termodinámicamente posible, la siguiente cuestión debe ser

determinar con que velocidad va a ocurrir. Mediante la experiencia se conoce que la velocidad con que los reactivos se transforman en

productos varía muchísimo de una reacción a otra. 2. Algunas reacciones, como la transformación del diamante a grafito,

son extraordinariamente lentas. Otras, como la explosión del TNT,

son tan rápidas que casi resultan instantáneas. Existen, desde luego, todos los casos intermedios.

3. Afortunadamente, la velocidad de una reacción dada, puede alterarse modificando ciertos factores.

4. El conocimiento de los factores que alteran la velocidad de reacción es de

extraordinaria importancia práctica, pues puede enseñarnos como acelerar las reacciones deseables y cómo retardar las indeseables. Además, el estudio

de los factores que influyen la velocidad de reacción puede proporcionar información acerca de cómo se produce la reacción, esto es, acerca del mecanismo de la misma.

5. FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN En general, la velocidad de una reacción química, depende de los siguientes factores:• Naturaleza de los reactivos• Facilidad con que los reactivos entran en contacto• Concentración de los reactivos• Temperatura del

sistema reaccionante• Presencia de un catalizador

La velocidad de reacción es la velocidad con la que desciende la concentración de un reactivo o aumenta la

de un producto en el curso de una reacción. Esto es a la rapidez con la que varía la concentración de

una sustancia con el tiempo.

Si representamos gráficamente la variación de la concentración de un reactivo o de un producto en función del tiempo, salen gráficas del siguiente tipo:

El conocer la velocidad a la que se verifica una reacción química es de

capital importancia, ya que puede ser termodinámicamente viable, esto

es, espontánea a la temperatura considerada ( G 0 ), pero puede que

la velocidad a la que tenga lugar sea muy pequeña (prácticamente nula)

haciendo que, en la práctica, el proceso no tenga lugar.

Factores que afectan la velocidad de reacción

De manera sencilla se mostrará el efecto sobre la velocidad de reacción de los siguientes factores:

Naturaleza de los reactivos. Esta relacionado con el ordenamiento

de los átomos en las sustancias participantes que reaccionan en

forma molecular, tipo de enlace y con la fuerza y el número de enlaces

que lo forman. Así mismo el choque de las moléculas se ve favorecido

si las moléculas reaccionantes están en el mismo estado físico, en

donde los medios líquidos o gaseosos favorecen las colisiones entre

las moléculas.

Superficie de contacto. A mayor superficie de contacto, mas puntos de acción en las

sustancias reaccioneantes y en consecuencia la reacción ocurrirá más rápido.

Esto significa que cuando la sustancia está pulverizada reaccionará más

rápido que cuando este en una pieza sólida.

Como el cobre cuando esta en trozos reacciona más rápido que cuando esta

en un alambre.

Otro ejemplo es con la malla de acero que cuando esta

finamente dividida puede arder a alta temperatura, gracias

al aumento de la superficie de contacto con el oxígeno.

Lo que sucede a nivel molecular es como

muestra la figura anterior, en donde en el

trozo grande no puede haber contacto con

las moléculas del interior.

Concentración de los reactivos.

De acuerdo con la teoría de colisiones, para que se

produzca una reacción química tienen que chocar

entre sí las moléculas reaccionantes. El número de

choques será proporcional a la concentración de

cada uno de los reactivos. Este hecho viene recogido

en la expresión de la ecuación de velocidad, ya que

ésta es proporcional a las concentraciones elevadas

a su orden de reacción. v=k [ A] α [B] β

Temperatura del sistema reaccionante. La velocidad de todas las reacciones químicas

aumenta al elevar la temperatura. Este efecto puede explicarse a partir de la teoría de

colisiones, dado que al aumentar la

temperatura aumenta la energía

cinética media de las moléculas y con

ello el número de choques. El aumento

de la energía cinética de las moléculas

conlleva además un mayor número de

moléculas que, en el choque, superan la

barrera energética que supone la

energía de activación, con lo que

aumenta considerablemente la

velocidad de reacción.

En la mayoría de las reacciones, elevar su temperatura aumenta la velocidad de su reacción, esto

se debe a la “energía de activación”, que para una reacción es la energía mínima que dos moléculas

necesitan para chocar con la fuerza suficiente para reaccionar.

A medida que aumenta la temperatura, las moléculas se mueven con más fuerza, y más de ellas tienen la energía de activación suficiente, con lo que aumenta la velocidad de

reacción.

Catalizador. Es una sustancia que modifica la velocidad de la reacción, ya sea para acelerar

o retardar el proceso químico, el catalizador no participa directamente del proceso. De lo

anterior, a este proceso se le llama catálisis.

Se le denomina Catalizador positivo, cuando la sustancia actúa acelerando la reacción.

Y Catalizador negativo o inhibidor, cuando la sustancia actúa retardando la reacción química.

El efecto es que reduce la energía mínima requerida para efectuarse la reacción en el proceso.

NOMBRE ALUMNO: ____________________________________ GRUPO:___________

NOMBRE MAESTRO:___________________________________ Química II CBTIS 116

Actividad 1

Observa y analiza el siguiente video.

https://www.youtube.com/watch?time_continue=482&v=E9OjtvhtD4s&feature=emb_title

Actividad 2

Después de leer cuidadosamente la información y de observar el video, contesta el siguiente

cuestionario.

1- A que se refiere cuando se habla de la Velocidad de una reacción química.

2- Sabías que las reacciones químicas tenian diferentes velocidades al efectuarse ?

3- Cómo se puede modificar la velocidad de una reacción química.

4- Que le pasa a una pastilla de Alka Seltzer si la pones en agua fría.

5- Cuál reaccionará más rápido, una lámina de cobre o pedacitos de cobre?

6- Si tienes dos soluciones de Sulfato cúprico y una esta muy diluida y la otra muy concentrada,

al combinarlas con ácido clorhídrico. Cual reaccionará más rápido?

7- Cuál es el efecto de la Temperatura en la velocidad de una reacción química?

8- Si ponemos un catalizador negativo en una reacción química, que le sucede a su velocidad

de reacción?

9- De acuerdo a la Teoría de las colisiones, que sucede cuando existen mucho mayor número

de choques entre partículas?

10-Duarante una reacción química que sucede con la concentración de los reactivos y con la

conentración de los productos?