Como en otras ocasiones, dejamos de rojo y en negrita los enunciados de los ejercicios, y de negro las soluciones.
La diferencia principal entre un cambio físico
y un cambio químico es que en el físico la Materia no cambia su composición.
Por ejemplo cuando hervimos agua, el agua líquida pasa a estado gaseoso, pero
sigue siendo agua, y por tanto no cambia su composición: H2O. Sin
embargo en un cambio químico la materia cambia su composición, por ejemplo
cuando quemamos papel, el papel reacciona con el oxígeno del aire y se
transforma en “cenizas” y “humo”, en realidad la celulosa se transforma en CO2
y H2O por reacción con el oxígeno.
2.
Dada las siguientes
reacciones químicas:
Al (s) + Cl2 (g) à AlCl3 (s)
Na(m) + ½ Cl2 (g)à NaCl(s)
a.
Identifica los reactivos y
los productos-
b.
Señala el significado de
las letras entre paréntesis.
REACTIVOS PRODUCTOS
Primera reacción: Al (s) + Cl2 (g) AlCl3 (s)
Segunda reacción: Na(m) + ½ Cl2 (g) NaCl(s)
Siempre que aparece (s) queremos
decir que es un sólido. Cuando aparece (g) es un gas.
En la Segunda reacción lo mismo,
pero además la (m) significa que es un metal.
3.
Completa la Tabla
siguiente:
SUSTANCIA |
ELEM. O COMP. |
Tipos de átomos |
Átomos totales |
NH3 |
COMPUESTA |
2 |
4 |
N2 |
ELEMENTAL |
1 |
2 |
KBr |
COMPUESTA |
2 |
2 |
H2 |
ELEMENTAL |
1 |
2 |
4.
Ajusta las
siguientes ecuaciones químicas:
Mn + O2 à MnO
N2 + H2
à NH3
Combustión del C4H8
Combustión del C3H6O
Para
ayudarnos, escribimos una tabla debajo de cada reactivo o producto, indicando
el número de átomos que hay. Recordemos que buscamos que haya el mismo número
de átomos de cada especie en reactivos y en productos.
Mn +
O2 à MnO
ÁTOMOS DE Mn |
1 |
|
1 |
ÁTOMOS DE O |
|
2 |
1 |
Igualamos el
número de átomos de oxígeno entre reactivos y productos, multiplicando por dos
las moléculas de MnO, pero entonces tendríamos dos de Mn.
Mn +
O2 à 2MnO
ÁTOMOS DE Mn |
1 |
|
2 |
ÁTOMOS DE O |
|
2 |
2 |
Multiplicamos
por dos las moléculas de Mn, y tendríamos igualados los átomos de Mn.
2Mn
+ O2 à 2MnO
ÁTOMOS DE Mn |
2 |
|
2 |
ÁTOMOS DE O |
|
2 |
2 |
Vamos con la
segunda reacción:
N2
+ H2 à NH3
ÁTOMOS DE N |
2 |
|
1 |
ÁTOMOS DE H |
|
2 |
3 |
Comenzaremos
por el nitrógeno, para que haya dos en reactivos y productos, multiplicamos por
dos las moléculas de amoníaco:
N2
+ H2 à 2NH3
ÁTOMOS DE N |
2 |
|
2 |
ÁTOMOS DE H |
|
2 |
6 |
Tengamos en
cuenta que se han incrementado también los átomos de H, porque hay tres en cada
molécula de amoníaco. Aún así siguen desajustados los átomos de H.
Multiplicamos por 3 las moléculas de H2.
N2
+ 3H2 à 2NH3
ÁTOMOS DE N |
2 |
|
2 |
ÁTOMOS DE H |
|
6 |
6 |
Para hacer
la tercera, debemos saber que una reacción de combustión es la reacción del
compuesto con oxígeno, para dar CO2 y H2O:
C4H8 + O2 à CO2
+ H2O
ÁTOMOS DE C |
4 |
|
1 |
|
ÁTOMOS DE H |
8 |
|
|
2 |
ÁTOMOS DE O |
|
2 |
2 |
1 |
Comenzamos
ajustando los átomos de C, multiplicando por 4 las moléculas de CO2,
y ojo, porque también añadimos oxígeno al haber 4 moléculas de CO2:
C4H8 + O2 à 4 CO2
+ H2O
ÁTOMOS DE C |
4 |
|
4 |
|
ÁTOMOS DE H |
8 |
|
|
2 |
ÁTOMOS DE O |
|
2 |
8 |
1 |
Ahora
hacemos lo propio con los átomos de hidrógeno, multiplicando por 4 las
moléculas de agua:
C4H8 + O2 à 4CO2
+ 4H2O
ÁTOMOS DE C |
4 |
|
4 |
|
ÁTOMOS DE H |
8 |
|
|
8 |
ÁTOMOS DE O |
|
2 |
8 |
4 |
Y
finalizamos con el oxígeno, añadiendo moléculas de oxígeno. Tenemos que lograr
llegar a tener 8+4=12 átomos en productos. Para ello multiplicamos por 6 las
moléculas de O2.
C4H8 + 6O2 à 4CO2
+ 4H2O
ÁTOMOS DE C |
4 |
|
4 |
|
ÁTOMOS DE H |
8 |
|
|
8 |
ÁTOMOS DE O |
|
12 |
8 |
4 |
Ahora nos
centramos en la última, para ello sabemos que debe reaccionar con oxígeno para
dar agua y dióxido de carbono.
C3H6O + O2 à CO2
+ H2O
ÁTOMOS DE C |
3 |
|
1 |
|
ÁTOMOS DE H |
6 |
|
|
2 |
ÁTOMOS DE O |
1 |
2 |
2 |
1 |
Ajustamois
primero los átomos de carbono, multiplicando por 3 las moléculas de CO2:
C3H6O + O2 à 3CO2
+ H2O
ÁTOMOS DE C |
3 |
|
3 |
|
ÁTOMOS DE H |
6 |
|
|
2 |
ÁTOMOS DE O |
1 |
2 |
6 |
1 |
Y ahora
hacemos lo propio con los átomos de hidrógeno, multiplicando por 3 las
moléculas de agua.
C3H6O + O2 à 3CO2
+ 3H2O
ÁTOMOS DE C |
3 |
|
3 |
|
ÁTOMOS DE H |
6 |
|
|
6 |
ÁTOMOS DE O |
1 |
2 |
6 |
3 |
Ahora nos
centramos en el oxígeno, que es el que falta para terminar de ajustar. Tenemos
2+1=3 en reactivos, y 6+3 en productos. Para igual el número de uno y otro
lado, multiplicamos por 4 las moléculas de oxígeno:
C3H6O + 4O2 à 3CO2
+ 3H2O
ÁTOMOS DE C |
3 |
|
3 |
|
ÁTOMOS DE H |
6 |
|
|
6 |
ÁTOMOS DE O |
1 |
8 |
6 |
3 |
Y así
tenemos 9 en ambos lados.
5.
Dada la siguiente reacción química:
MnO2 (aq)+ Cl2 (g)à MnCl2 (aq)+ Cl2O
(g)
Si tenemos 20 gramos de dióxido de
manganeso, y se forman 110 gramos de MnCl2 y 35 gramos de Cl2O,
¿Qué cantidad de dicloro intervino en la reacción? ¿Qué Ley química has tenido
que aplicar? ¿Enuncia la Ley química?
Debemos aplicar la
Ley de Lavoisier, que dice que la materia durante una reacción química ni se
crea ni se destruye, por tanto, debe haber la misma cantidad de materia en
ambos lados de la reacción. Hacemos algo parecido a lo del ejercicio anterior,
pero escribiendo la masa en gramos de cada sustancia que nos dan como datos.
MnO2
(aq)+ Cl2 (g)à
MnCl2 (aq)+ Cl2O (g)
MASA (g) |
20 |
X |
110 |
35 |
La masa de reactivos,
20+X, debe ser igual a la que hay en productos: 110+35=145 gramos. Por tanto:
20+X=145
Por lo que X=125
gramos
(NOTA:Las cantidades no son las reales, son imaginarias para
que el alumno aplique directamente la Ley de Lavoisier)
6.
Dada la siguiente gráfica,
correspondiente a la producción de energía en España un día cualquiera, señala:
a.
Razona si es un día laboral o festivo.
b.
El valor mínimo y el valor máximo
posible de la producción eléctrica del país.
c.
Si comprobáramos el origen de la
producción de la energía del país, ¿cuál de las siguientes fuentes aporta CO2
a la atmósfera:
Ciclo combinado, Nuclear, Eólica, Hidráulica, Solar fotovoltaica.
Durante un día LABORAL, tras la noche se
produce un fuerte ascenso de producción de energía, que es mantenido durante la
jornada laboral, con un ligero incremento sobre las 20:00 horas. Esta elevada
cota de producción es necesaria para que puedan funcionar fábricas y comercios.
El mínimo suele estar en torno de 20.000
GW, y el máximo 35.000GW.
Fuentes de CO2: Ciclo combinado.
7. Comenta la siguiente gráfica sobre la evolución de la concentración del CO2 en la atmósfera terrestre, señalando las razones de su aumento en cada momento histórico.
La concentración de CO2 en la
atmósfera ha aumentado de forma constante desde 1800 aproximadamente, que es
cuando da comienzo la Revolución Industrial. Por aquel entonces, la
industrialización, soportado en la producción de energía por la quema de
carbón, no estaba extendida a toda la Humanidad. Más adelante en 1950, y con el
apoyo del petróleo, se extiende a todo el planeta y se incrementan las
emisiones de CO2 a la atmósfera, esto queda reflejado en la gráfica
por el cambio de pendiente, haciéndose más vertical la gráfica de concentración
de CO2 .
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