• CONCEPTO DE REACCIÓN QUÍMICA
• COMPOÑENTES DUNHA REACCIÓN QUÍMICA
• EXEMPLO DE REACCIÓN: REACCIÓN DE SAPONIFICACIÓN
• AXUSTE DE ECUACIÓNS QUÍMICAS
• SIGNIFICADO DAS ECUACIÓNS QUÍMICAS
• CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS

CONCEPTO DE REACCIÓN QUÍMICA

Na natureza podemos distinguir dous tipos de procesos de cambio:

1. Cambios físicos: son cambios nos cales non cambia a natureza das substancias que interveñen. Nestes cambios sempre mantemos as mesmas substancias coas súas mesmas propiedades. Por exemplo: a) un gas que cambia de volume, b) un móbil que se despraza a alta velocidade, c) Un corpo que se deforma por causa dun impacto.

2. Cambios químicos: son cambios nos que cambia a natureza das substancias que interveñen. Nestes cambios tamén cambia a natureza das substancias que participan neles, aparecen novas substancias e desaparecen outras. Isto sabémolo porque as propiedades destas substancias serán distintas. Por exemplo: a) Unha vela que se consome ao queimarse, b) un metal que se oxida en contacto co aire, c) o proceso de respiración, inhalamos unhas substancias exhalamos outras.

Os cambios químicos coñecémolos como reaccións químicas. 

Reacción química é un proceso de cambio no que unhas substancias que chamamos reactivos transfórmanse noutras substancias diferentes que chamamos produtos e que presentan distintas propiedades que os reactivos.

COMPOÑENTES DUNHA REACCIÓN QUÍMICA

Na reacción química anterior temos unhas substancias iniciais que se transforman noutras: Cales son? A estas substancias chamámolas reactivos.

Como consecuencia da reacción que sofren os reactivos aparecen outras substancias: Cales son? A estas substancias chamámolas produtos.

En toda reacción química temos reactivos e produtos, os reactivos son as substancias iniciais e os produtos as substancias que temos ao final. Dito así parece que unha reacción química é un truco de maxia no que desaparecen substancias e aparecen outras. Que ocorre realmente nunha reacción química? Xa vimos que as substancias químicas podiámolas representar por fórmulas químicas nas que os átomos están unidos por ligazóns. Os reactivos rompen as súas ligazóns e os átomos agora poden organizarse doutra forma formando novas ligazóns para formar os produtos. Por tanto nunha reacción química o que ocorre é a rotura dunhas ligazóns e a formación doutras para dar os produtos. Os átomos son os mesmos pero as substancias cambian pois os átomos agrúpanse doutra forma.

EXERCICIOS PARA PRACTICAR

EXEMPLO DE REACCIÓN: REACCIÓN DE SAPONIFICACIÓN

A reacción de saponificación, ou fabricación de xabón, é unha reacción que xa era coñecida nas primeiras civilizacións humanas. Os exipcios xa fabricaban xabón con graxas animais e graxas vexetais que mesturaban con sales alcalinas. Este xabón xa o utilizaban para lavar as súas roupas.

Segundo outras lendas o xabón descubrírono os romanos. No Monte Sapo preto do Tíber facíanse sacrificios de animais. a graxa destes animais mesturada coas cinzas era arrastrada polas choivas cara ao río. Os romanos comprobaron que esta mestura lavaba mellor a roupa.

En Siria fabricábase un xabón moi apreciado, con aceite de oliva e aceite de bagas de loureiro. É o famoso xabón de Alepo, que se cre chegou a Europa na época das Cruzadas e é a orixe dos tamén famosos xabóns de Marsella e de Castela.

En que consiste a reacción de saponificación? Sabemos que as substancias polares disolven as substancias polares, por iso a auga disolve ben a moitos sales. E as substancias apolares disólvense en disolventes apolares, por iso a graxa podémola disolver con gasoil ou gasolina. O problema é cando queremos eliminar a graxa con auga, non se pode. Para iso necesitamos o xabón. O xabón é unha molécula case máxica, pois se une por unha banda á graxa, por ter unha parte apolar, e únese doutra banda á auga, por ter unha parte polar. É por tanto unha molécula que axuda a enlazar a auga coa graxa, conseguindo así que a auga arrastre a graxa.

Esta reacción realizábase en todas as casas de campo ata fai ben pouco. Agora os deterxentes desprazaron aos xabóns naturais. Podemos ver neste vídeo como se producía xabón nas casas.

Que necesitamos para facer nós xabón en casa? Fundamentalmente dúas cousas, unha graxa, que pode ser aceite usado (así axudamos a reciclalo e que non contamine as augas) e unha base, que será o hidróxido de sodio ou sosa cáustica. Debemos coñecer as proporcións que debemos usar de cada reactivo, para iso non é de gran axuda unha calculadora de saponificación. Podemos atopar varias na rede. Nelas poñeremos os ingredientes graxos e indicaranos a cantidade de sosa e de auga que debemos usar para que nos salga ben o xabón.

CALCULADORA DE SAPONIFICACIÓN

Para facer o noso xabón usaremos as seguintes cantidades:

• 500 g de aceite de oliva virxe
• 100 g de aceite de coco
• 80 g de NaOH
• 196 g de auga

Vexamos un vídeo co procedemento seguido:

Deixaremos curar o noso xabón un mes para eliminar os restos de sosa que puidesen quedar. Despois xa o podemos usar.

PROCEDEMENTO EN FOTOS
Preparamos os produtos, a batedora e os recipientes. Ollo, que sexan de plástico ou de cristal. De metal non.	Usamos a calculadora de saponificación e pesamos os ingredientes. Pesamos 80 g de sosa cáustica.
Pesamos 196g de auga para disolver a sosa.	Licuamos o aceite de coco para poder pesalo.
Pesamos 500g de aceite de oliva virxe.	Disolvemos a sosa botándoa amodo sobre a auga, removendo continuamente. Coidado porque é unha reacción exotérmica. Debemos usar lentes de protección.
Se o aceite de coco está licuado pesámolo.	Pesamos 100g de aceite de coco.
Botamos o aceite de coco sobre o aceite de oliva.	Engadimos a disolución de sosa.
Batemos a mestura con coidado de que non salpique. Seguimos usando as lentes de protección.	Cando a mestura espese, cando teña aspecto de crema xa a podemos enmoldar.
Podemos usar moldes de silicona ou outros moldes para pasteis.	Déixase un día ou dous que solidifique o xabón.
Despois de dous días desmoldamos. A cor do xabón agora é branco.	As pastillas de xabón deixámolas curar un mes para que seque e para que elimine os restos de sosa que poida conservar. Logo xa estará listo para usar.

AXUSTE DE ECUACIÓNS QUÍMICAS

Unha reacción química é algo que ocorre na realidade con substancias que se transforman noutras, con desprendementos ou absorcións de calor e ás veces con aparición de chamas. Por exemplo a reacción anterior podémola ver cando asamos uns chourizos ao inferno.

Para representar unha reacción química usaremos as fórmulas dos reactivos e produtos separadas por unha frecha. Por exemplo:

Esta representación da reacción química chámase ecuación química. Nas ecuacións químicas escribimos as fórmulas de reactivos e produtos separadas por unha frecha e tamén podemos indicar o estado físico das substancias que interveñen.

Nas reaccións químicas cúmprese a lei de conservación da masa de Lavoisier, a masa dos reactivos é a mesma que a masa dos produtos, porque os átomos que temos inicialmente son os mesmos que ao final, só que se ordenan de diferente forma nas substancias, por iso cambian as fórmulas. Para que as ecuacións químicas sexan útiles debemos igualar os átomos de reactivos e produtos, isto chamámolo axustar as ecuacións químicas. Como o facemos? Colocaremos diante de cada fórmula un coeficiente, que chamaremos coeficiente estequiométrico, que nos indica cantas moléculas de cada substancia participan na reacción para que os átomos de reactivos e produtos estean igualados. 

Para axustar as ecuacións químicas usaremos o método de tenteo, é dicir, contaremos os átomos de cada elemento en reactivos e produtos, variaremos o número de moléculas para que o número de átomos de cada elemento coincida en reactivos e produtos. Para que isto sexa fácil de facer debemos axustar ao final os elementos que participen en varias moléculas tanto en reactivos como en produtos, no noso caso o osíxeno está neste caso.

Axustaremos esta reacción:

CH₃CH₂OH  +  O₂  →  CO₂  +  H₂O

Deixamos o osíxeno para o final, pois participa en varios compostos en reactivos ou produtos. 

Empezamos polo C. Temos dous átomos de carbono en reactivos e un átomo de carbono en produtos. Para igualalos poñemos un 2 diante do CO₂. Indícanos que temos dúas moléculas de CO₂.

CH₃CH₂OH  +  O₂  →  2 CO₂  +  H₂O

Continuamos polo H. Temos seis átomos de hidróxeno en reactivos e dous átomos en produtos. Para igualalos poñemos un 3 diante do H₂O. Indícanos que temos tres moléculas de H₂O.

CH₃CH₂OH  +  O₂  →  2 CO₂  +  3 H₂O

Agora tócalle ao osíxeno. Temos tres átomos de osíxeno en reactivos e sete átomos en produtos. Para igualalos poñemos un 3 diante do O₂. Indícanos que temos tres moléculas de O₂.

CH₃CH₂OH  +  3 O₂  →  2 CO₂  +  3 H₂O

A ecuación xa está axustada. Se o coeficiente é 1 non se pon. Podemos ler esta ecuación química desta maneira: Unha molécula de etanol reacciona con tres moléculas de diosíxeno para producir dúas moléculas de dióxido de carbono e tres moléculas de auga.

Ao final cando axustamos unha reacción química debemos repasar o resultado pois ao axustar un elemento podemos desaxustar outros.

SIMULACIÓN: AXUSTE DE REACCIÓNS, en educaplus.org

SIMULACIÓN: AXUSTE DE ECUACIÓNS, en phet.colorado.edu

EXERCICIOS PARA PRACTICAR

SIGNIFICADO DAS ECUACIÓNS QUÍMICAS

Cando temos unha reacción química axustada podemos facer dúas lecturas da mesma, unha lectura microscópica e unha lectura macroscópica.

CH₃CH₂OH  +  3 O₂  →  2 CO₂  +  3 H₂O

A lectura microscópica diría: unha molécula de etanol reacciona con tres moléculas de diosíxeno para dar dúas moléculas de dióxido de carbono e tres moléculas de auga.

Pero como non podemos ver as moléculas debemos facer unha lectura macroscópica de algo que se podamos ver e medir.

A lectura macroscópica diría: un mol de etanol reacciona con tres moles de diosíxeno para dar dous moles de dióxido de carbono e tres moles de auga. Como coñecemos as masa molares podemos comprobar que se cumpre a lei de conservación da masa.

CH₃CH₂OH  +  3 O₂  →  2 CO₂  +  3 H₂O

1 mol                 3 mol       2 mol       3mol

46g            +    3·32g   →  2·44g  +  3·18g

46g            +        96g   →     88g  +   54g

                 142g             →          142g

CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS

A vantaxe de ter unha ecuación química axustada é que podemos facer cálculos químicos. Se coñecemos a cantidade dun reactivo podemos calcular a cantidade dos demais reactivos ou as cantidades dos produtos que se van a formar. Podémolo facer porque son cantidades proporcionais, se teño máis reactivo podo obter máis produto.

Estratexia de resolución:

1. Axustar a ecuación química.
2. Facer unha lectura macroscópica da ecuación, en moles, que será a que nos dea a clave de resolución.
3. Escribir o dato que coñecemos debaixo da substancia correspondente, e coas unidades.
4. Escribir a incógnita que buscamos debaixo da substancia correspondente, e coas unidades.
5. As cantidades nunha ecuación química relaciónanse mediante unha proporción directa.
6. Relacionar a incógnita co dato mediante unha proporción, ou mediante factores de conversión.
7. Facer os cálculos e poñer as unidades á solución.

Exemplo: A descomposición térmica do carbonato de calcio CaCO₃ produce óxido de calcio CaO, ou cal vivo, e dióxido de carbono CO₂. Calcula a masa de cal que podemos obter a partir de 500 g de carbonato de calcio.

Podemos facer cálculos con masas ou con volumes de gases.

Cálculos estequiométricos con masas:

Cálculos estequiométricos con gases en condicións normáis:

EXERCICIOS PARA PRACTICAR