SALES BINARIAS

6.1. Los Cambios en la Materia

Todas las sustancias que conocemos, tal y como hemos estudiado, pueden sufrir cambios si aumentan la temperatura, si añadimos agua, si las mezclamos, etc. Estos cambios pueden ser físicos o químicos.

6.1.1 Cambios Físicos

De ellas forman parte lo que llamaremos mezclas heterogéneas, donde se pueden distinguir los dos componentes, aunque sea difícil hacerlo. Por ejemplo, si mezclamos limaduras de hierro con azufre, obtenemos una masa amarilla y negra; el color negro corresponde a las limaduras de hierro y el amarillo al azufre. Esto sería una mezcla heterogénea, ya que si acercamos un imán rápidamente, veremos cómo las limaduras se separan del azufre, obteniendo dos materiales claramente diferenciables. Esto es porque, aunque estaban juntos, no había enlaces entre las sustancias.

6.3 Ecuaciones Químicas

Las reacciones químicas se expresan mediante ecuaciones químicas. Para leer y escribir una ecuación química debemos tener en cuenta lo siguiente:

1. Las fórmulas de los reactivos estarán a la izquierda y los productos a la derecha, separados por una flecha que indique la dirección de la reacción.

REACTIVOS → PRODUCTOS

2. Como en las reacciones químicas se conserva la masa, a cada lado de la ecuación debemos tener el mismo número de átomos de cada elemento.

Ejemplo: si cambiamos alguna condición, el carbonato de calcio reacciona y se descompone, dando lugar a óxido de calcio y dióxido de carbono.

Carbonato de Calcio → Óxido de Calcio (MES) + Dióxido de Carbono

CaCO₃ → CaO (mes) + CO₂

Si nos fijamos, podemos ver que en ambos lados tenemos el mismo número de átomos (1 Ca, 1 C, 3 O), cumpliendo el principio de conservación de la masa. Por lo tanto, podemos decir que la ecuación está equilibrada.

6.4 Ajuste y Equilibrio de las Ecuaciones

No siempre las ecuaciones químicas están ajustadas o equilibradas y, como se debe cumplir el principio de conservación de la masa, a veces tenemos que equilibrarlas nosotros. Para equilibrar una ecuación, se añaden diferentes coeficientes hasta que la ecuación esté equilibrada. El equilibrio de las ecuaciones es un proceso intuitivo que iremos probando con diferentes coeficientes, sin tocar los subíndices, hasta tener la ecuación equilibrada.

PROBLEMA: Tenemos una reacción química con los siguientes componentes. Reactivo: CuO, Productos: Cu, CO₂. Escribe la reacción y, si no está ajustada, ajústala.

CuO (mes) + C → Cu (mes) + CO₂

1 Cu + 1 O + 1 C → 1 Cu + 1 C + 2 O

2 CuO (mes) + C → 2 Cu (mes) + CO₂

PROBLEMA: Cuando se puede pasar amoniaco (NH₃) por un tubo de acero caliente, este se descompone en los dos elementos que lo forman: nitrógeno e hidrógeno. Escribe la reacción y, si no está ajustada, ajústala.

REACTIVOS: NH₃ PRODUCTOS: H₂, N₂

NH₃ → H₂ (mes) + N₂

1 N + 3 H → 2 H (mes) + 2 N₂

NH₃ → H₂ (mes) + N₂

2 H₃ → 3 H₂ (mes) + N₂

Ecuaciones:

• A) C (mes) + O₂ → CO₂
• B) CH₄ (mes) + 2 O₂ → CO₂ (mes) + 2 H₂O
• C) N₂O₅ (mes) + H₂O → 2 HNO₃
• D) 1 C + 4 H (mes) + 2 O → 2 C₃O + 2 H
• E) 2 O₅ (mes) + 2 H₂O → 1 H + 1 N + 3 O

6.5 Velocidades de una Reacción Química

Algunas reacciones químicas son muy rápidas, mientras que otras son muy lentas. La velocidad de la reacción es la variación de la cantidad de sustancia formada o transformada por unidad de tiempo.

En general, para determinar la velocidad de una reacción, mediremos la cantidad de reactivo que desaparece o la cantidad de producto que se forma por unidad de tiempo.

6.5.1. Factores que Condicionan la Velocidad de Reacción

La velocidad está condicionada por cinco factores:

1. Naturaleza de los reactivos: Aunque no se han establecido reglas generales, hay elementos que reaccionan rápidamente, como el sodio o el calcio, y otros, como la plata, reaccionan lentamente.
2. Concentración de reactivos: La velocidad de una reacción aumenta con la concentración de los reactivos.
3. Superficie de contacto de los reactivos: La reacción es más rápida cuanto más divididos y separados están los reactivos, porque hay más superficie expuesta. Por ejemplo, las limaduras de hierro reaccionarán más rápidamente que un trozo de hierro compacto.
4. Temperatura: El aumento de la temperatura también aumentará la velocidad de la reacción. Por eso, los alimentos se guardan en el frigorífico para no degradarse.
5. Catalizadores: Son sustancias que aceleran las reacciones sin aumentar el producto, añadiendo en poca cantidad de reactivos.

6.6 Tipos de Sustancias

Las reacciones serán diferentes dependiendo, entre otras cosas, del carácter que tengan las sustancias implicadas en ellas. Son tres los caracteres que pueden tener: ácido, base y neutro.

a) Características de los Ácidos

• Tienen un sabor agrio.
• Reaccionan con ciertos metales, como el zinc o el hierro, para dar hidrógeno.
• Entre ellos se encuentran sustancias como el cloruro de hidrógeno, bromuro de hidrógeno, ácido sulfúrico, así como los zumos (naranja, limón, …) y bebidas carbónicas.

b) Características de los Básicos

• Tienen un sabor amargo.
• Reaccionan con las grasas para dar jabones.
• Son sustancias básicas los hidróxidos de metales, así como gran cantidad de productos de limpieza (detergentes, amoníaco).

c) Sustancias Neutras

• No son ácidas ni básicas, como el agua pura.