IMPORTANT: Si us voleu donar d'alta, escriviu-nos a wiki@matadejonc.cat
Reaccions Químiques
Contingut
|
Què són?
Són uns canvis químics en els quals, partint d’uns elements o compostos inicials anomenats reactius, n'obtenim d'altres al final anomenats productes, totalment diferents i de propietats físico-químiques distintes. Els canvis químics que es produeixen en les substàncies poden ser molt diferents: des de l'espectacular explosió dels focs artificials fins a la lenta acció de l'oxigen per rovellar un clau de ferro. Però tots tenen una característica comuna: l'obtenció de substàncies diferents de les inicials. D'aquest procés de canvi se'n diu reacció química.
Algunes reaccions químiques emeten energia (per exemple sonora, lluminosa, tèrmica, etc.) i d'altres, n'absorbeixen. Les reaccions químiques que n'alliberen s'anomenen reaccions exotèrmiques en canvi, les que n'absorbeixen s'anomenen endotèrmiques.
Les substàncies estan formades per molècules, que són conjunts d'àtoms enllaçats entre sí. Si en una reacció química desapareixen unes substàncies per a formar-se'n de noves, vol dir que els enllaços que hi havia inicialment entre els àtoms s'han trencat per formar-se'n de nous. Així doncs:
En una reacció química es trenquen els enllaços de les substàncies inicials (reactius) i es formen altres enllaços que donen lloc a les noves substàncies (productes).
Com manipular les substàncies del laboratori
Primer de tot, hem de llegir al precinte de l'envàs del producte les seves característiques; segons aquestes, haurem de tractar amb aquest producte d'una manera o d'una altra i prendre les mesures de prevenció de riscos corresponents: Per exemple, en cas de que sigui inflamable, haurem de procurar no encendre foc a l'habitació; si és tòxic, no l'haurem d'ingerir; si és corrosiu, l'haurem de tractar amb guants; etc.
- Mai podrem retornar un producte al seu envàs original després d'haver estat en contacte amb altres substàncies o envasos ja que diríem que aquesta ha estat contaminada.
Com identificar reaccions químiques
Quan observem una reacció química podem veure diversos canvis: un canvi de color, un despreniment o absorció d'energia (normalment en forma de calor o llum), la formació d'un polsim (anomenat precipitat), etc. Aquestes variacions són provocades pel canvi de reactius a productes, ja que uns i altres tenen propietats diferents.
Classes de reaccions químiques
Segons el tipus de transformació que tingui lloc, es consideren els següents tipus de reacció:
- Combinació o Síntesi: Ocorre quan s'uneixen dos o més substàncies per a formar altra substància, que les seves molècules són el resultat d'una reagrupació d'àtoms dels reactius.
A + B ------------- A B
Ex: La combinació d'hidrogen amb oxigen per a produir aigua:
2H2 + O2------------------- 2H2O
- Descomposició: Ocorre quan a partir d'un compost es produïxen dos o mes substàncies.
AB ---------------A + B
Ex: El carbonat de calci es descompon per mitjà d'escalfament per a produir òxid de calci i diòxid de carboni.
CaCo3 ------------------CaO + CO2
- Desplaçament o Substitució: En aquestes reaccions, un element substitueix i allibera a altre element present
en el compost.
A + BC------------------AC + B
Ex: El brom líquid, que desplaça al iode en l'iodur de sodi per a produir bromur de sodi deixant al iode lliure.
2NaI + Br2-------------------2NaBr + I2
- Intercanvi o Doble Substitució:Al reaccionar dos compostos intercanvien elements i es produeixen dos nous compostos.
AB + CD----------------- AC + BD
És difícil trobar reaccions inorgàniques comunes que puguin classificar-se correctament com de doble substitució. Ex: La combinació de l'àcid clorhídric amb l'hidròxid de sodi i l'aigua (neutralització).
HCl + NaOH--------------NaCl + H2O
- Segons l'intercanvi de calor: Segons l'intercanvi de calor existeixen dues classes de reaccions les exotèrmiques i les endotèrmiques. Les exotèrmiques presenten despreniment de calor. Les endotèrmiques absorbeixen la calor.
Experiments
Pasta de dents per a elefants
Material necessari
- Iodur potàssic (8g) - Peròxid d'hidrogen, aigua oxigenada (40ml) - Aigua (100ml) - Una mica de sabó de mans - Termòmetre - Vas de precipitats - 3 varetes - Vas d'Erlenmeyer - Tub d'assaig gran.
Procediment
Primera Part
Primer vàrem abocar 100 ml d'aigua al vas d'Erlenmeyer i, a continuació, afegírem una mica de sabó de mans. Ho barrejàrem tot amb la vareta fins que va quedar ben mesclat. Aquesta mescla, llavors, l'abocàrem a dintre el tub d'assaig gran.
Segona Part
El primer que vàrem fer va ser abocar 100 ml del líquid utilitzat dins un vas de precipitats (aquest líquid, si entrava en contacte amb la pell deixava una taca de color groc, una cremada!). Una vegada teniem això, abocarem el clorur potàsic (semblant a la sal, deixa una taca de color negre que no marxa de la pell!) i amb la vareta ho vàrem dissoldre. Un cop dissolt, abocarem la mescla dins el gran tub d'assaig, que reaccionà químicament amb el contingut del mateix i provocà la creació d'una espuma abundant que va ascendir i sobrepassà els límits del recipient i s'escampà pels costats. Mentre, mesurarem la temperatura de la reacció, i observarem que el termòmetre marcava uns 66ºC.
- És una reacció exotèrmica.
Aquesta espuma que va sorgir de la reacció química, un cop refredada, és la pasta per a elefants.
Neutralització
Teoria sobre els àcids i les bases
- Base: Substància que en dissolució aquosa accepta ions d'hidrogen.
- Àcid: Substància que conté hidrogen i en dissolució aquosa, cedeix ions d'hidrogen.
El pH mesura el grau d'acidesa d'una substància aquosa. Segons aquesta acidesa, el pH variarà en una escala que va de l'1 fins al 14 Un àcid és aquella substància que té un pH qu està entre l'1 i el 6. Si té un pH de 7, la substància és neutra. En el cas de que el seu pH sigui major que 7, direm què és una base.
El pH es mira amb l'indicador, una substància que canvia de color en presència d'àcids o de bases.
Un exemple d'una substància àcida seria la llimona ja que conté àcid cítric. D'altra banda, podríem anomenar l'aigua com a substància de pH neutre i, en canvi, la llet com a base.
Material necessari
- Tres vasos de precipitats. - Àcid clorhídric - Hidròxid de sodi - Indicador Universal. - Mostra dels colors de l'indicador.
Procediment
Durant l'activitat, vàrem aprendre una manera de poder saber el pH de les substàncies, utilitzant un indicador de pH universal.
El tornassol és un tint vegetal obtingut dels líquens que s'utilitza a la química per determinar la presència d'àcids i bases en una dissolució.
Nosaltres teníem dos recipients, un amb àcid clorhídric (ClH) i l'altre amb hidròxid de sodi. Com a primer pas tiràrem unes gotes de l'indicador universal i observàrem com l'àcid clorhídric es tornava vermell (nivell 1) i l'hidròxid de sodi es tornava blau (nivell 10 o superior). En l'experiment que férem no podíem determinar el nivell de pH exacte de la base, ja que només teníem les mostres de l'1 fins al 10 per poder comparar.
Després intentàrem mesclar aquestes substàncies de manera apropiada per aconseguir una substància que tingués un nivell de pH neutre (nivell 7, d'un color verdós).
Flaix de magnesi
Material necessari
- Un tros de magnesi - Un encenedor - Pinces.
Procediment
El primer que vàrem fer va ser agafar un tros de cinta de magnesi amb unes pinces. En encendre una flama a una tira de magnesi (Mg) aquest comença a reaccionar amb l'oxigen (O) de l'atmosfera per formar l'òxid corresponent (MgO), desprenent una llum molt potent (la que es feia servir de flash de les cameres). El resultat de que creméssim la cinta varen ser unes cendres de color blanquinós, que eren l'òxid de magnesi. 2Mg + O2 → 2MgO
- Aquesta és una reacció química exotèrmica, ja que desprèn energia en forma de llum, i endotèrmica, ja que el magnesi absorbeix energia en forma de calor.
- reacció química:
Ingestió d'àcids
Material necessari
- Llenties de sosa càustica - Àcid sulfúric - Aigua.
Procediment
Vàrem comprovar que un sabó (sosa càustica) podia arribar a cremar si tenies les mans brutes. En tocar i fregar els dits amb unes llenties de sabó, i afegint-hi aigua, reaccionaven químicament amb la brutor (greix) de les mans i durant la reacció química exotèrmica s'emetia calor però també vam poder veure que quan posàvem aigua a les llenties de sabó, immediatament la temperatura baixava i es podia sentir una sensació de fred per tant la reacció era endotèrmica però uns segons mes tard la temperatura tornava a pujar.
També vàrem comprovar que un àcid tan temut i perillós com l'àcid sulfúric es pot beure dissolt en aigua.
Per començar vam mesclar l'àcid amb l'aigua i vam veure que sortia fum, cosa que ja ens va fer preocupar, en haver-ho barrejat be vam poder degustar àcid sulfúric a la punta de la llengua per experimentar una sensació un tant estranya del gust, al principi ens va semblar que tenia un gust com a dolç, després un gust salat i les altres vegades pareixia que tenia un gust àcid del tipus d'una llimona (àcid cítric).
Al final vam deduir que el gust que té l'àcid sulfúric barrejat amb aigua es àcid però el nostre químic monitor ens va dir que era normal que al principi haguéssim tingut una sensació salada ja que amb anterioritat havíem manipulat la sosa càustica amb les mans.
Llençaflames amb el Zinc
Material necessari
- Trossos de Zinc - Salfumant (24% HCl) - Reactor - Encenedor.
- El Zinc és un metall que pertany als compostos metàl·lics.
Procediment
Començàrem posant un tros de zinc al cul d'una proveta. Llavors, hi ficarem salfumant. I finalment, vàrem veure com aquest contacte entre ambdós materials, va amollar un gas que en principi no vam saber quin tipus de gas era.
Per a saber quin tipus de gas era, utilitzàrem el reactor amb una sortida de gasos. Vàrem seguir les mateixes pautes que en el primer cas, però el gas amollat pel contacte entre el zinc i el salfumant, l'emmagatzemàrem en un vas què, amb el llum de l'habitació tancat i amb un foguer encès, al posar al costat de la flama el vas amb el gas dintre, vàrem veure com la flama es va apagar de cop. Finalment, deduírem que el gas que amollaven era l'hidrogen que contenia el salfumant (24% de HCl).
- Aquesta reacció química es l'exotèrmica.
Arbre de nadal de coure
Material necessari
- Un recipient rectangular de vidre - Un filferro doblegat en forma de S - Una làmina de coure tallada en forma d'arbre de nadal - Nitrat de plata - Guants com a prevenció - Embut
El nostre objectiu era que es produís una reacció química. La hipòtesi que vàrem elaborar entre tots abans de fer l'experiment, era que la làmina de coure s'oxidaria.
Procediment
Primer de tot vàrem treure el recipient de vidre i amb el fil ferro amb forma de S vàrem penjar la làmina de coure a dins el recipient. Per prevenció, ja que el nitrat de plata és corrosiu i tòxic, ens vàrem posar guants i amb un embut i molta cura vàrem omplir el recipient de vidre amb el líquid.
- Després de 45 minuts aproximadament vàrem veure els resultats:
La làmina de coure no s'havia oxidat, sinó que a les puntes de l'arbre s'hi havien quedat petits cristalls de plata a causa de la reacció química entre el nitrat de plata i el coure. Així donsc, com que els cristalls tenien unes tonalitats blanques i grises pareixia que hagués nevat a sobre de l"arbre de nadal" (lamina de coure)i per això aquest experiment te el nom de arbre de nadal.
- Aquest experiment es tracta d'una reacció química que ha desprès energia i per tant l'anomenam exotèrmica.
- reacció quimica:
Fred Químic
Material necessari
- Una mica d'aigua - Hidròxid de bari octohidratat (15g) - Tiocianat d'amoni (7g) - Termòmetre - Vareta - Vas de precipitat - Làmina de fusta.
Procediment
El procediment consistia en mesclar l'hidròxid de bari octohidratat i el tiocianat d'amoni en estat sòlid fins aconseguir una barreja líquida. El primer que vàrem fer va ser posar el vas de precipitats sobre la làmina de fusta ja humitejada amb una mica d'aigua, després vàrem introduir els dos materials esmentats dins del vas de precipitats i aquests, en estar en contacte l'un amb l'altre, es van dissoldre i van formar un líquid què, quan hi vàrem posar el termòmetre, onservàrem que la seva temperatura va baixar fins a -4ºC. Quan els materials es van dissoldre i la temperatura va baixar, el vas va quedar congelat amb la fusta. Aquesta reacció havia fet que els dos líquids desprenguessin fred, i tot l'oxigen que estava al seu voltant, es va anar refredant de manera molt ràpida.
- Aquesta reacció química és exotèrmica
-reacció quimica: Ba(OH)2·8H2O + NH4SCN -> (???)
