2. 1. LA CIENCIA QUÍMICA

3. LA NATURALEZA DE LOS CAMBIOS Si doblamos, cortamos o arrugamos un papel, cambia de aspecto pero sigue siendo papel. Decimos que es un CAMBIO FÍSICO . Pero si lo quemamos, al final no queda papel: hay humo y cenizas. Es un CAMBIO QUÍMICO .

5. EL NACIMIENTO DE LA CIENCIA QUÍMICA John Dalton (1766-1844) La materia está formada por átomos

6. EL NACIMIENTO DE LA CIENCIA QUÍMICA Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794)

7. NATURALEZA DE LAS INTERACCIONES QUÍMICAS LAS FUERZAS ELECTROMAGNÉTICAS SON LAS CAUSA DE LOS ENLACES QUÍMICOS LOS ÁTOMOS SE ATRAEN O REPELEN DEBIDO A LAS CARGAS ELÉCTRICAS QUE HAY EN SU INTERIOR

8. 2. CAMBIOS Y REACCIONES QUÍMICAS

9. CÓMO SE PRODUCE UN CAMBIO QUÍMICO: REACTIVOS Y PRODUCTOS Fíjate en estos espeleólogos en el interior de una cueva. ¿Cómo consiguen iluminar el camino? La mejor solución es aprovechar un curioso cambio químico conocido desde tiempos lejanos. experimento que se produce en el casco de los espeleólogos Las lámparas de los espeleólogos funcionan mediante una cambio químico que se produce entre el carburo de calcio (CaC 2 ) y el agua (H 2 O): Se vierte el agua sobre el carburo y se desprende un gas llamado acetileno (C 2 H 2 ). Si acercamos una llama o una chispa, el acetileno arderá produciendo una llama brillante. En todo este proceso ocurren varias reacciones químicas : 1) La producción de acetileno a partir de agua y carburo de calcio. 2) La combustión del acetileno para desprender luz. Una reacción química es un proceso en el que unas sustancias llamadas reactivos se transforman en otras distintas llamadas productos .

10. UNA REACCIÓN QUÍMICA ES EL PROCESO EN EL QUE, MEDIANTE UNA REORGANIZACIÓN DE ENLACES Y ÁTOMOS, UNA O MÁS SUSTANCIAS INICIALES SE TRANSFORMAN EN OTRAS DISTINTAS. CÓMO SE PRODUCE UN CAMBIO QUÍMICO: REACTIVOS Y PRODUCTOS

11. FORMULAS DE LOS COMPUESTOS CO 2 1 MOLÉCULA DE DIÓXIDO DE CARBONO 1 ÁTOMO DE CARBONO 2 ÁTOMOS DE OXÍGENO

12. ECUACIONES QUÍMICAS Las reacciones químicas se representan con ecuaciones que contienen las fórmulas de los reactivos en el PRIMER MIEMBRO, y las fórmulas de los productos en el SEGUNDO, separados por una flecha que indica el sentido en el que se produce la reacción. Esta es la reacción de oxidación del pentano: C 5 H 12 + O 2 -> CO 2 + H 2 O En el primer miembro de esta ecuación tenemos 5 átomos de carbono, mientras que en el segundo solo 1. Asimismo, tenemos 12 átomos de hidrógeno a la izquierda, y solo 2 a la derecha. Decimos que esta ecuación química no está ajustada . C 5 H 12 + 8 O 2 -> 5 CO 2 + 6 H 2 O COEFICIENTE

13. 3. LAS LEYES DE LA QUÍMICA

14. LEY DE CONSERVACIÓN DE LAS MASAS La combustión, uno de los grandes problemas de la química del siglo XVIII , despertó el interés de LAVOISIER porque éste trabajaba en un ensayo sobre la mejora de las técnicas del alumbrado público de París. Comprobó que al calentar metales como el estaño y el plomo en recipientes cerrados con una cantidad limitada de aire, estos se recubrían con una capa de calcinado hasta un momento determinado en que ésta no avanzaba más. Si se pesaba el conjunto (metal, calcinado, aire, etc.) después del calentamiento, el resultado era igual al peso antes de comenzar el proceso. Si el metal había ganado peso al calcinarse, era evidente que algo del recipiente debía haber perdido la misma cantidad de masa. Ese algo era el aire. Por tanto, LAVOISIER demostró que la calcinación de un metal no era el resultado de la pérdida del misterioso flogisto, sino la ganancia de algo muy material: una parte de aire. En toda reacción química la masa se conserva, esto es, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos

15. AJUSTE DE ECUACIONES QUÍMICAS En un cambio químico, el número y la clase de átomos que intervienen se conserva; solo cambia las moléculas (la forma en que los átomos están unidos) C 5 H 12 + O 2 -> CO 2 + H 2 O ECUACIÓN NO AJUSTADA TIPO DE ÁTOMOS NÚMERO DE ATÓMOS (REACTIVOS) NÚMERO DE ÁTOMOS (PRODUCTOS) C 5 1 H 12 2 O 2 3

16. AJUSTE DE ECUACIONES QUÍMICAS a C 5 H 12 + b O 2 -> c CO 2 + d H 2 O C 5 H 12 + 8 O 2 -> 5 CO 2 + 6 H 2 O TIPO DE ÁTOMOS NÚMERO DE ATÓMOS (REACTIVOS) NÚMERO DE ÁTOMOS (PRODUCTOS) C 5 a = 1 c H 12 a = 2 d O 2 b = 2c + 1d a = 1 5 (1) = c ; 5 = c ; c = 5 12 (1) = 2 d ; 12 = 2 d ; 12/2 = d ; d =6 ; d = 6 2 b = 2 (5) + 1 (6) ; 2 b = 10 + 6 ; 2b = 16 ; b = 8

18. El azufre y el hierro se combinan para formar sulfuro de hierro (II) en la siguiente proporción: 4 gramos de azufre por cada 7 gramos de hierro Azufre + Hierro  Sulfuro de hierro Azufre Hierro Sulfuro de hierro Inicio 4 g 7 g 0g Final 0g 0g 11 g Azufre + Hierro  Sulfuro de hierro Azufre Hierro Sulfuro de hierro Inicio 4g 10g 0g Final 0g 3g 11g Azufre + Hierro  Sulfuro de hierro Azufre Hierro Sulfuro de hierro Inicio 12g 30g 0g Final 0g 9g 33g

19. Azufre + Hierro  Sulfuro de hierro Azufre Hierro Sulfuro de hierro Inicio 11g 33g 0g Final 3g 19g 22g

20. Se sabe que 8 g de azufre reacciona con 12 g de oxígeno para dar 20 g de trióxido de azufre: a) ¿Cuántos gramos de oxígeno reaccionarán con 1 g de azufre y qué cantidad de trióxido de azufre se obtendrá; b) si se descomponen 100 g de trióxido de azufre ¿cuántos gramos de azufre se obtendrán? 8g azufre 1g azufre ------------ = ------------------ 12g oxígeno xg oxígeno 8g azufre 1g azufre --------------- = ------------------------------- 20g trióxido xg trióxido de azufre 8g azufre xg azufre --------------- = ------------------------------- 20g trióxido 100g trióxido de azufre Azufre + Oxigeno  Trióxido de azufre azufre oxígeno Trióxido de azufre Inicio 8g 12g 0g Final 0g 0g 20g a) 1g ¿m? ¿m? b) ¿m? ¿m? 100g

21. 4. LAS MEDIDAS EN QUÍMICA

22. MEDIDA DE MASAS Lavoisier inició la etapa científica de la química, porque comenzó a utilizar la balanza para medir la masa de todas las sustancias que intervenían en una reacción.

23. CONTANDO ÁTOMOS Y MOLÉCULAS ES EL NÚMERO Y LA CLASE DE PARTÍCULAS LO QUE DEFINE LAS PROPIEDADES QUÍMICAS DE LAS SUSTANCIAS Y SU REACTIVIDAD H 2 O 1 MOLÉCULA DE AGUA ISÓTOPOS DE HIDRÓGENO Masa atómica = 1u. Masa atómica = 2u. ISÓTOPOS DE OXÍGENO Masa atómica = 16u. Masa atómica = 17u. Masa atómica = 18u. ÁTOMO NÚMERO MASA ATÓMICA Nº ÁTOMOS X MASA ATÓMICA H 2 1u 2 O 1 16u 16 MASA MOLECULAR 18u ÁTOMO NÚMERO MASA ATÓMICA Nº ÁTOMOS X MASA ATÓMICA H 2 2u 4 O 1 18u 18 MASA MOLECULAR 22u

24. EL MOL MOL ES LA CANTIDAD DE SUSTANCIA DE UN SISTEMA QUE CONTIENE 6,022 x 10 23 partículas 1 mol = 6,022 x 10 23 partículas

26. MASA MOLAR MASA MOLAR ES LA MASA DE UN MOL DE SUSTANCIA Masa molar del agua M = 18g/mol Masa molar del metano M = 16g/mol 1 MOL NÚMERO DE PARTÍCULAS MASA (g) VOLUMEN (L) Compuesto gaseoso en condiciones normales de temperatura y presión metano (CH 4 ) 6,022 x 10 23 16 22,4 1 MOL NÚMERO DE PARTÍCULAS MASA (g) VOLUMEN (L) Compuesto gaseoso en condiciones normales de temperatura y presión agua (H 2 O) 6,022 x 10 23 18

27. RELACIÓN ENTRE CANTIDAD DE SUSTANCIA Y MASA MOLAR MASA CANTIDAD DE SUSTANCIA = ---------------------- MASA MOLAR m (g) n (mol) = ---------------------- M (g/mol) Calcula la cantidad de agua (H 2 O), en mol, que hay en 36g de esta sustancia. ¿Cuántas moléculas hay? ¿Cuántos átomos de hidrógeno y oxígeno hay en dicha cantidad de sustancia? Se calcula la masa molecular del agua 18u Se calcula la masa molar 18g/mol Se calcula la cantidad de sustancia (n) n= 36g/18g/mol ; n= 2mol Se calcula el número de moléculas de agua 1mol H 2 O / 6,023 x10 23 moléculas H 2 O = 2mol H 2 O / x moléculas H 2 O x = 1,20 x10 24 moléculas H 2 O Se calcula el número de átomos de hidrógeno y el número de átomos de oxígeno 1molécula H 2 O / 2 átomos H= 1,20 x10 24 moléculas H 2 O / x átomos H 2 x = 2,4 x10 24 átomos H 1molécula H 2 O / 1 átomos O = 1,20 x10 24 moléculas H 2 O / x átomos O 2 x = 1,2 x10 24 átomos O

28. 5. ALGUNOS TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS

29. REACCIONES DE SÍNTESIS Son aquellas donde dos o más sustancias simples, elementos o compuestos, reaccionan para dar un único compuesto . A + B + …  C + Reactivo Reactivo Producto Ecuación química Elemento metálico Elemento no metálico Compuesto iónico Fe (s) + S (s)  FeS (s) Elemento no metálico Elemento no metálico Compuesto covalente S (s) + O 2 (g)  SO 2 (g) Oxido metálico Agua Hidróxido MgO (s) + HO 2 (l)  Mg(OH) 2 (g) Oxido no metálico Agua Oxoácido CO 2 (g) + HO 2 (l)  H 2 CO 3 (aq) Oxido no metálico Oxido no metálico Oxisal NaO 2 (s) + CO 2 (g)  Na 2 CO 3 (s)

30. REACCIONES DE SÍNTESIS N 2 (g) + 3 H 2 (g)  2 NH 3 (g) 2H 2 (g) + O 2 (g)  2 H 2 O(g) C (s) + O 2 (g)  CO 2 (g)

31. REACCIONES DE DESCOMPOSICIÓN Son aquellas en las que una sustancia se transforma en otras más sencillas. A  B + C + … DESCOMPOSICIÓN TÉRMICA (la energía absorbida se suministra mediante calor) 2 Ag 2 O (s)  4 Ag (s) + O 2 (g) DESCOMPOSICIÓN ELECTROLÍTICA (la energía absorbida se suministra mediante electricidad) 2 H 2 O (l)  2H 2 (g) + O 2 (g)

32. REACCIONES DE DESCOMPOSICIÓN CaCO 3 (s) -> CaO (s) + CO 2 (g)

33. REACCIONES EXOTÉRMICAS Y ENDOTÉRMICAS

34. REACCIONES EXOTÉRMICAS Y ENDOTÉRMICAS

35. RELACIONES ESTEQUIOMETRICAS N 2 (g) + 3 H 2 (g)  2 NH 3 (g) REACTIVOS PRODUCTOS COMPUESTOS QUÍMICOS Nitrógeno e hidrógeno molecular Amoniaco ESTADO FÍSICO Ambos reacttvos son gaseosos gaseoso INTERPRETACIÓN MICROSCÓPICA MOLÉCULAS 1 molécula de N 2 3 moléculas de H 2 2 moléculas de NH 3 INTERPRETACIÓN MACROSCÓPICA MOLES 1 mol de N 2 3 moles de H 2 2 moles de NH 3 VOLÚMENES (sustancias gaseosas) 1volumen de N 2 3 volúmenes de H 2 2 volúmenes de NH 3 MASA (gramos) (nº moles x Masa Molecular ) 28g de N 2 6g de H 2 34g de NH 3

37. CÁLCULOS QUÍMICOS CON VOLÚMENES Cuando se quema gas metano, CH 4 , en presencia de oxígeno, se obtiene dióxido de carbono, CO 2 , y agua, H 2 O, en estado gaseoso. Si se han consumido 30L de CH 4 (g), calcula los litros de CO 2 (g) y de H 2 O (g) que se producirán y el volumen de O 2 (g) necesario sabiendo que estos gases están a igual presión y temperatura. Se escribe la ecuación química ajustada CH 4 (g) + 2 O 2 (g)  CO 2 (g) + 2 H 2 O (g) Se anotan los volúmenes de cada gas, teniendo en cuenta sus coeficientes. Se elige una unidad de volumen, por ejemplo 1L 1volumen + 2 volúmenes 1volumen + 2 volúmenes 1L + 2 L 1L + 2 L Se establece la nueva proporción en volúmenes con el dato de volumen de metano consumido. 1L METANO / 2L OXÍGENO = 30L METANO / XL OXÍGENO X= 60L OXÍGENO 1L METANO / 1L DIÓXIDO = 30L METANO / XL DIÓXIDO X= 30L DIÓXIDO 1L METANO / 2L AGUA = 30L METANO / XL AGUA X= 60L AGUA Se interpreta los resultados En la reacción de 30L de metano con 60L de oxígeno se han formado 30L de dióxido y 60L de agua.