Química Essencial: Fórmules, Reaccions i Càlculs Estequiomètrics

Conceptes Fonamentals de Química

Fórmules Químiques de Compostos Comuns

• Òxid d’alumini: Al₂O₃
• Hidròxid de potassi: KOH
• Òxid de sofre (VI): SO₃
• Hidrur de sodi: NaH
• Fluorur de magnesi: MgF₂
• Metà: CH₄
• Àcid clorhídric: HCl
• Àcid nítric: HNO₃
• Sulfat de ferro (III): Fe₂(SO₄)₃
• Fosfat de calci: Ca₃(PO₄)₂

Exemples de Reaccions Químiques

2Fe + 3Br2 → 2FeBr3

H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O

2H2S + O2 → 2S + 2H2O

2C6H14 + 19O2 → 12CO2 + 14H2O

3HCl + Al(OH)3 → AlCl3 + 3H2O

Tipus de Reaccions

1. Descomposició
2. Desplaçament
3. Síntesi
4. Descomposició
5. Doble desplaçament

Anàlisi de Reaccions Químiques

4) Reacció Exotèrmica

És una reacció exotèrmica perquè l'energia química dels productes és més petita que la dels reactius, per tant, allibera calor.

-100 kJ/mol perquè és la quantitat d'energia en forma de calor que ha desprès.

b) Reacció de Síntesi

Reacció de síntesi en la qual es forma una substància a partir de dos o més reactius senzills. A + B → C

3) Factors que Afecten la Velocitat de Reacció

El ferro reacciona amb el clor per formar clorur de ferro (II), segons l’equació química:

1. La velocitat de reacció augmentarà, ja que com més gran és el grau de divisió dels reactius, hi haurà més superfície de contacte i s'incrementarà el nombre de xocs.
2. La velocitat de reacció disminuirà, ja que en disminuir la concentració dels reactius, hi ha menys quantitat de partícules i, per tant, hi haurà menys xocs.
3. Si afegim un catalitzador, disminuirà l'energia que necessiten les partícules per poder reaccionar i la reacció serà més ràpida.
4. La velocitat de reacció augmentarà, ja que quan augmenta la temperatura, augmenta l'energia cinètica de les partícules i provocarà més mobilitat de partícules i més xocs.
5. La velocitat de reacció augmentarà, ja que la concentració de reactius serà més gran, ja que hi haurà les mateixes partícules però en un espai més petit i les probabilitats de xocs són més grans.

4) Significat dels Coeficients Estequiomètrics

Indiquen les proporcions entre volums (si els reactius i els productes són gasos) o de mols de cada substància.

5) Síntesi d'Amoníac

a) Ajusta la reacció

N2 + 3H2 → 2NH3

b) Quina massa d’amoníac obtindrem si tot el nitrogen és consumit?

100 g, ja que segons la llei de conservació de la massa, la massa total dels reactius és igual a la dels productes.

c) Càlcul de Molècules

100g N2 · 1 mol N2⁄28g N2 · 3 mols H2⁄1 mol N2 · 6,022 · 1023 molècules H2⁄1 mol H2 = 6,4521 · 1023 molècules H2

6) Reacció amb Clorur d'Hidrogen

a) Quina quantitat de clorur d’hidrogen s’obté? Raona la resposta.

14,58 g perquè, segons la llei de conservació de la massa, la massa total dels reactius ha de ser la mateixa que la del producte, ja que no s’afegeix ni es treu cap component de la reacció.

b) Si tenim 5 mols de Cl₂, quants mols obtindrem de producte? Raona la resposta.

Obtindríem 10 mols de HCl. Perquè es fa una relació de mols i, si tenim 5 mols de Cl₂ i la relació estequiomètrica és 1:2 (Cl₂:HCl), els 5 mols de Cl₂ s’han de multiplicar per 2.

7) Reacció de Zinc amb Àcid Clorhídric

Fem reaccionar 80 g de zinc amb àcid clorhídric per obtenir hidrogen molecular més clorur de zinc, segons l’equació:

Zn + HCl → H₂ + ZnCl₂

a) Ajusta la reacció

Zn + 2HCl → H₂ + ZnCl₂

b) Càlcul de Mols de Clorur de Zinc

80g Zn · 1 mol Zn⁄65,4g Zn · 1 mol ZnCl2⁄1 mol Zn = 1,22 mols ZnCl2

c) Volum d'Àcid Clorhídric Necessari

80g Zn · 1 mol Zn⁄65,4g Zn · 2 mols HCl⁄1 mol Zn · 1 L⁄0,2 mols HCl = 12,232 litres