Reacciones Químicas 4º ESO. ABProblemas by Elena Torre

¿Cómo se produce una reacción química?

elenatorre — 2025-03-09 16:20:44 UTC

Hay cambio en las propiedades químicas de la sustancia en la que se produce el cambio químico.
Cuando una sustancia que sufre un cambio químico se mezcla con otra, se dice que "reacciona".
Una reacción es por tanto aquello que ocurre cuando una o más sustancias, en una situación determinada, da lugar a otra o a otras diferentes.
Representación de reacción química (ecuación química):
Reactivos →Productos
¿Por qué se producen entonces las reacciones químicas?
Teoría de las colisiones: Para que se produzca una reacción química, las partículas que van a reaccionar deben chocar entre sí. Pero este choque, tiene que ser un CHOQUE EFICAZ. Esto significa que tiene que tener la energía suficiente y la orientación adecuada.
Para entender mejor el concepto: https://procomun.intef.es/ode/view/1416349657655
Ir, dentro de esa web, en el apartado "Ejercicios" de la parte superior, pinchar en el apartado "Teoría de las colisiones" del menú de la izquierda.
Ley de la conservación de la masa (Ley de Lavoisier). Para practicar, https://procomun.intef.es/ode/view/1416349657655
Ir, dentro de esa web, al apartado de "Ejercicios" del menú de arriba, seleccionar "Ley de Lovoisier" del desplegable que se abre.
Reacciones relacionadas con el problema: algunas que intervenga Fe, Pb, Cl y alguna más que afecte a la calidad del agua para volverla verde, con mal olor y que provoque muerte en peces.

¿Cómo lo solucionamos?

elenatorre — 2025-03-09 16:57:06 UTC

Nos llaman desde el ayuntamiento diciendo que han notado que, en el embalse que hay al lado del colegio (que suele ser un embalse que proporciona agua potable a la ciudad), están obteniendo resultados fuera de lo normal en algunos parámetros. Nos piden ayuda para intentar averiguar qué está pasando. Los parámetros en los que están obteniendo resultados fuera de especificaciones son: Pb, Fe, Cl, además de observar mal olor en las muestras que se toman, color rojizo del agua, se encuentran peces muertos flotando, en determinadas zonas el color es más verdoso, siendo el agua opaca y no dejando pasar la luz al fondo del embalse. ¿Qué puede estar pasando?

Velocidad de una reacción química

elenatorre — 2025-03-09 22:15:02 UTC

¿Qué es la velocidad de reacción? ¿Una misma reacción química puede tener distintas velocidades?. Sí. Por tanto, hay factores externos que influyen en la velocidad con las que se producen las reacciones químicas.
Factores que influyen en la velocidad:
2.1. Temperatura
2.2. Estado de los reactivos
2.3. Concentración de reactivos:
https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/reactions-and-rates/latest/reactions-and-rates.html?simulation=reactions-and-rates&locale=es
Relación con el problema inicial:

¿Puede haber alguna situación que esté aumentando la temperatura del agua del embalse?
Los metales que se nombran en el problema, pueden ser los reactivos de algunas reacciones químicas que se estén produciendo en el embalse. ¿Cómo se encuentran esos metales? ¿Qué ha podido cambiar en ellos para que cambien las condiciones de las reacciones químicas que se estaban produciendo?
Investiga si hay alguna normativa o valores establecidos para los parámetros indicados en el problema. En caso de haberla, pensar por qué tienen límites y qué pasa si alguno de ellos está por encima o por debajo.

¿Qué papel tiene la Energía en las RQ?

elenatorre — 2025-03-09 23:58:14 UTC

Reacciones endotérmicas: necesitan energía para que se produzcan.
Reacciones exotérmicas: desprenden energía cuando se producen.
Recordatorio de conceptos de cursos anteriores como numero de Avogadro, masa molar y concentración de disolución.

Ajuste de reacciones y estequiometría. Tipos de RQ: síntesis, combustión, redox y ácido-base

elenatorre — 2025-03-26 10:20:16 UTC

Coeficientes estequiométricos: ¿qué significan?.
Ajuste de reacciones químicas mediante el uso del simulador PhetColorado.
Tipos de reacciones químicas:
- Síntesis
- Combustión
- Ácido - Base
- Redox

Relación con el problema inicial
- ¿Se puede estar produciendo alguna de estas reacciones en el problema inicial?
- En caso afirmativo, ¿de qué tipo?
- ¿Podrías escribir en forma de ecuación química alguna de las reacciones que puedan estar produciéndose? ¿Está ajustada?

¡Nos vamos al laboratorio!

elenatorre — 2025-03-26 10:28:49 UTC

PRÁCTICA 1: LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MASA

En este experimento se va a comprobar la ley de conservación de la masa. Para ello se introduce vinagre en un matraz y una cucharada de bicarbonato en un globo.

PRÁCTICA 2: VELOCIDAD DE REACCIÓN: FACTORES QUE INFLUYEN

2.1. Concentración de los reactivos

Se preparan 3 vasos de precipitado con 3 concentraciones de ácido clorhídrico. Cada uno de ellos se hace reaccionar con un trozo de zinc de las mismas características.

2.2. Temperatura

La reacción química que se lleva a cabo en esta experiencia es la que se produce entre el ácido acético y el bicarbonato de sodio, transformándose en acetato de sodio, dióxido de carbono y agua. Por un lado realizaremos la reacción con el vinagre a temperatura ambiente y por otro, con el vinagre algo más caliente.

2.3. Estado de los reactivos

Se ponen vinagre en sendos vasos de precipitado. En uno de los vasos se añade el comprimido de bicarbonato de sodio y en el otro vaso de precipitado se añade una cucharada de bicarbonato de sodio, la misma cantidad que tenga la pastilla.

Realización de trabajo cooperativo para la resolución del problema

elenatorre — 2025-03-26 10:42:52 UTC

Creación de grupos: Se crearán 5 grupos de 5 personas cada uno.
Se asignarán funciones a cada miembro del grupo: coordinador, supervisor, portavoz, secretario y ayudante.
Se repartirá una pregunta del problema inicial a cada uno de los grupos, quedando de la siguiente manera:
- Grupo 1: ¿Qué reacción química puede estar pasando con el Pb? Qué consecuencias tiene? ¿Cómo solucionarlo?
- Grupo 2: ¿Qué reacción química puede estar pasando con el Cl? ¿Qué consecuencias tiene? ¿Cómo solucionarlo?
- Grupo 3: ¿Qué reacción química puede estar pasando con el Fe? ¿Qué consecuencias tiene? ¿Cómo solucionarlo?
- ¿Qué reacción química está relacionada con la muerte de peces, mal olor y color rojizo del agua?
- Qué RQ está provocando el color verdoso del embalse siendo más opaco en superficie y no dejando pasar la luz al fondo?
Se realizará una investigación guiada por parte del docente con cada grupo para ayudar a la conclusión del problema.
Cada grupo recogerá toda la información relativa a su caso en el formato que elija para poder hacer una presentación al resto de la clase con las conclusiones a las que ha llegado todo el grupo.
Finalmente, cada grupo expondrá al resto de la clase su trabajo y resolverá las dudas que los demás compañeros puedan tener.

Posibles soluciones al problema incial

elenatorre — 2025-03-26 10:58:35 UTC

GRUPO 1

Reacción química relacionada con el Pb

El plomo contenido en las tuberías antiguas puede estar disolviéndose, produciéndose esta reacción:
Pb+2H⁺→Pb²⁺+H₂
Efecto: aumenta la concentración de iones Pb²⁺, los cuales son bioacumulativos y neurotóxicos, afectando la vida acuática y la salud humana.
Soluciones:
- Sustituir tuberías de plomo por materiales seguros como PVC o acero inoxidable.
- Utilizar tratamientos químicos como resinas de intercambio iónico o compuestos quelantes para atrapar los iones Pb²⁺.

GRUPO 2

Reacción química relacionada con el Cl:

Se puede estar descomponiendo el cloro utilizado durante el proceso de potabilización del agua, produciéndose esta reacción química:
Cl₂+H₂O→HCl+HClO
Efecto: se puede estar formando ácido hipocloroso, que al reaccionar con la materia orgánica, produce compuestos tóxicos.
Solución: controlar la cantidad de cloro que se añade al agua para su potabilización.

GRUPO 3

Reacción química relacionada con el Fe:

Se puede estar produciendo una corrosión de las tuberías, produciéndose esta reacción:
4Fe+3O₂+6H₂O→4Fe(OH)₃
El hidróxido de hierro, al oxidarse, se transforma en óxido de hierro, que tiene un color marrón y característico del agua turbia.
Efecto: turbiedad y coloración rojiza del agua, sabor metálico, problemas en infraestructuras de agua y afectación de especies acuáticas.
Soluciones:
- Realizar procesos como decantación y filtración con carbón activado o arena para separar el óxido de hierro.
- Añadir agentes oxidantes para precipitar el hierro y facilitar su remoción. Esto sería un ejemplo de reacción redox.

GRUPO 4

Reacción química relacionada con el mal olor y muerte de peces.

Un exceso de vertidos industriales al agua, puede favorecer la formación de ácido sulfúrico, mediante esta reacción:
H₂SO₃+O₂→H₂SO₄
Efecto: Formación de ácido sulfúrico, que provoca el mal olor. Y una disminución de pH, que provoca la muerte de peces.
Solución: uso de carbonato cálcico para neutralizar la acidad. Se trataría en este caso de una reacción ácido - base.

GRUPO 5

Reacción química relacionada con el color verdoso del embalse, que es más opaco en la superficie y que no deja pasar la luz al fondo.

Un exceso de nitratos y fosfatos provenientes de fertilizantes agrícolas, pueden provocar crecimiento excesivo de algas. Estas algas, al descomponerse, se puede producir esta reacción:
C₆H₁₂O₆+6O₂→6CO₂+6H₂O
Efecto: Disminución del oxígeno disuelto, provocando muerte de peces y mal olor.
Soluciones: Disminuir la cantidad de fertilizantes que se usa en las zonas cercanas al embalse o disminuir la cantidad de vertidos al embalse. Ésta sería una reacción de combustión.