2. ¡¡Magia!! Unos desaparecen y otros aparecen: Cambios químicos

Pre-conocimiento

Humo naranja
Imagen en  pixabay de coleentaz. Dominio público

Aquí pasa algo raro…

Algo debe de estar ocurriendo al mezclar estas dos sustancias: de buenas a primeras el color ha cambiado. ¡Uf! ¡Qué olor más desagradable! ¡Madre mía, cuidado que quema!   Pero, ¿y eso? ¡Ha empezado a salir un humo naranja! Creo que al mezclarlas ha ocurrido algo.  ¿Será una reacción química?

Importante

Una reacción química es un proceso por el cual una o más sustancias, llamadas reactivos, desaparecen y aparecen otras sustancias con propiedades diferentes que se denominan productos.

Reacción química
Elaboración propia

Aunque hay muchas reacciones diferentes todas tienen algunas cosas en común:

Normalmente los productos suelen presentar un aspecto diferente del que tenían los reactivos.

Algunas reacciones desprenden energía, las llamamos exotérmicas; otras, en cambio, necesitan energía para que se realicen y las llamamos endotérmicas.

Ejemplos:

Al acercar una cerilla a la cocina de butano para calentar la comida, aparte de gastarse el gas, se forman gases (agua y dióxido de carbono) y por supuesto energía, por lo que esta reacción es exotérmica:

Butano (C4H10) + oxígeno (O2) dióxido de carbono (CO2) + agua (H2O) + calor (energía)

Otro ejemplo exotérmico se produce cuando nuestro organismo realiza la combustión de los alimentos ingeridos.  Gracias a esa energía que se genera podemos vivir.

Las reacciones endotérmicas, sobre todo las del amoníaco, impulsaron una próspera industria de generación de hielo a principios del siglo XIX.

Un ejemplo de reacción endotérmica es la producción del ozono (O3). Esta reacción ocurre en las capas altas de la atmósfera, donde las radiaciones ultravioleta suministran la energía suficiente para romper la molécula de O2 en 2 átomos libres de oxígeno que se unirán a otra molécula de oxígeno y se formará una de ozono. También ocurre cerca de descargas eléctricas (cuando se producen tormentas eléctricas).

Molécula de oxígeno (O2) + energía del sol Átomos de oxígeno libres (O)

Molécula de oxígeno (O2) + Átomos de oxígeno libres (O) Ozono (O3)

Importante

La característica más importante de las reacciones químicas es que la suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos.  Esto se conoce como "La ley de conservación de la masa de Lavoisier"

Ley Lavoiser

Elaboración propia

¿Cómo tiene lugar una reacción química?

Se separan los átomos de los reactivos y se combinan de otra forma dando lugar a los productos.

Formación agua
Elaboración propia

Es importante que tengas en cuenta que el número total de átomos de cada elemento en los reactivos tiene que ser igual al número total de átomos de cada elemento en los productos. Conseguir que esto sea así es lo que se llama ajustar una reacción química.

Mira cómo sería, una vez ajustada, la reacción de combustión del butano:

2 C4H10 + 13 (O2) 8 (CO2) + 10 (H2O) + calor (energía)

Si quieres ver en una animación la formación de agua, pincha aquí (animación del Proyecto TIGER de CNSSM con Licencia cc). También puedes ver otras reacciones en estos enlaces:

Curiosidad

Experimento del bicarbonato y el vinagre
Imagen en flickr de Mayte M S. Licencia cc

¿Quieres hacerlo tú…? Un laboratorio en casa

A continuación te damos algunas reacciones para que puedas hacer en casa...

CuidadoNo olvides manejar siempre con cuidado los reactivos y los productos. Algunos de ellos son tóxicos o corrosivos. Usa guantes, bata y, si tienes, gafas protectoras.

Nunca metas la nariz en el tubo para oler, ni te acerques demasiado para mirar. Guarda una cierta distancia de seguridad.

El bicarbonato y el vinagre

Una reacción sencilla para hacer en casa es la siguiente.

Necesitarás bicarbonato sódico, vinagre, agua, un globo y una botella.

Ponemos en la botella unos dos dedos de vinagre con agua. Echamos una cucharadita de bicarbonato dentro del globo y lo ajustamos al cuello de la botella, que no tendrá tapón, tal como aparece en la foto, cuidando que no caiga el bicarbonato.

Cuando el globo está bien ajustado, dejamos que el bicarbonato caiga dentro de la botella para que se mezcle con el vinagre.

Mira lo que ocurre. Te impresionará.

El amoniaco y el salfumán (ácido clorhídrico o agua fuerte).

Vas a necesitar ácido clorhídrico (hidruro de cloro), amoniaco, 2 pinceles y dos vasos de cristal.

Coge un pincel y pinta con él, el vaso por dentro con amoniaco y lo apartas.

Haces lo mismo con ácido clorhídrico en el otro vaso utilizando el otro pincel.

Después junta los dos vasos (con mucho cuidado, pues el vapor es peligroso, si se respira), y observa lo que pasa en el interior a ver qué te parece lo que va a suceder…

Formación del CO2

  • A una cáscara de huevo machacada añade vinagre. Verás que se forma una gran cantidad de espuma, debido al dióxido de carbono que se desprende.
  • Introduce con cuidado para que no se rompa un huevo entero (con cáscara) en vinagre. Al cabo de unos días, observa lo que ha sucedido.
  • El mármol es carbonato de calcio (CaCO3). Si viertes un ácido sobre mármol, verás que se forma un burbujeo y, con el tiempo, desaparece. En esta reacción, el sólido se ha disuelto (desapareció) y se desprende gas, el dióxido de carbono (CO2) … Pero claro, ¡no lo hagas en el suelo de tu casa!

…Y si quieres apuntarte a hacer jabón… Mira qué receta tan sencilla.

Pregunta de Elección Múltiple

Pregunta

Autoevaluación

1. Fíjate en esta reacción: Cu + S → CuS

¿Qué cantidad de azufre será necesaria para que al reaccionar con 63,5 g de cobre se formen 95,5 g de sulfuro de cobre?

Sugerencia

Repasa la ley de conservación de la masa de Lavoisier.

Respuestas

La masa del azufre (S) no se puede calcular así.

32 g de azufre (S), es el resultado.

La misma cantidad que de Cobre (Cu) m=63,5 g, ya que está en los reactivos.

Retroalimentación

Pregunta

2. Elige la opción correcta:

Respuestas

Un proceso físico implica la aparición de sustancias nuevas.

Una transformación química solo ocurre en un laboratorio, no en la naturaleza.

A diferencia del proceso físico, el químico implica la desaparición de las sustancias iniciales y aparición de otras nuevas.

Retroalimentación

Pregunta

3. De las siguientes afirmaciones elige la correcta:

Respuestas

Los productos son las sustancias que se obtienen de la nueva combinación de los átomos de los reactivos.

Los reactivos son las sustancias obtenidas al final de la reacción química.

Cuando disolvemos sal en agua, la sal y el agua son los reactivos y el agua salada el producto.

Retroalimentación

Pregunta de Selección Múltiple

Pregunta

Indica cuáles de las siguientes reacciones químicas están correctamente ajustadas:

Respuestas

2 BaO2 + 2 HCl 2 BaCl2 + H2O2

N2 + 3 H2 2 NH3

3 FeS2 Fe3 S4 + S2

Retroalimentación