Química General, 2000 - Victor Manuel Ramírez

UNIDAD 1 La energía, la materia y el cambio
formular la siguiente ley: “Cuando se lleva a cabo una reacción química, la masa
no se crea ni se destruye; la masa total de los productos de la reacción es exactamente
igual a la masa total de todos los reactivos de los cuales se obtuvieron los
productos.”
Esta ley es fundamental en el cálculo de la masa de las sustancias que participan
en una reacción.
1.2.8 La energía y las reacciones químicas
Los cambios físicos y químicos van siempre acompañados por cambios de energía:
es posible transferir energía entre un sistema y su ambiente de dos maneras distintas:
el ambiente puede trabajar sobre el sistema o el sistema puede hacer trabajo
sobre el ambiente. Por ejemplo, el sistema que se va a considerar es un trozo de
cobre. Al martillarlo, realizamos trabajo sobre él.
Asimismo, los gases producidos por la combustión dentro del cilindro en el motor
de un automóvil, considerando éste como un sistema, realizan trabajo sobre el motor
al expandirse y empujar el pistón del cilindro hacia arriba. Esto se lleva a cabo
por medio del poder calorífico de la gasolina en combustión, y la energía se transfiere
en forma de calor.
La ley de la conservación de la energía se debe a Mayer, y establece que “la energía
del universo se mantiene constante de tal manera que no puede ser creada ni destruida, y sí
cambiar de una forma o clase a otra”.
En toda reacción química puede ocurrir que ésta desprenda calor o que necesite
una energía de activación para realizarse. Los átomos poseen una energía potencial
al estar unidos mediante enlaces y precisamente esto provoca los cambios de
energía en las reacciones químicas. Así, se obtienen reacciones llamadas exotérmicas
(desprenden calor) del sistema, u otras que necesitan de calor para verificarse (absorben
calor), llamadas endotérmicas.
En expresión matemática:
A 1 B C 1 D 1 calor (desprende calor; reacción exotérmica)
A 1 B 1 calor C 1 D (absorbe calor; reacción endotérmica)
Como se observa en una reacción exotérmica, el calor es un producto y se puede
escribir al lado derecho de la ecuación de reacción; en las reacciones endotérmicas
es posible considerar al calor como un reactivo y se escribe del lado izquierdo de la
ecuación. Los siguientes ejemplos muestran el calor en una reacción exotérmica y
una endotérmica.
H 2
(g) 1 Cl 2
(g) 2HCl(g) 1 183 kJ (44 Kcal) Exotérmica
N 2
(g) 1 O 2
(g) 1 181 K J (43.2 Kcal) 2NO(g) Endotérmica
Figura 1.119
Reacción química del azúcar con el
ácido sulfúrico concentrado.
INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA
Reacciones exotérmicas y endotérmicas
1. En un tubo de ensayo coloca 3 o 4 mL de una disolución concentrada de sulfato
de cobre(II) y unas gotas de ácido sulfúrico concentrado; añádele unos
trozos de papel de aluminio. Observa cómo se desprende un gas, con un considerable
aumento de temperatura, y al mismo tiempo que el aluminio desaparece,
se forma el cobre metálico rojizo.
2. En 10 mL de agua disuelve 2 g de nitrato de potasio. Nota cómo la temperatura
del líquido disminuye, lo que significa que ha absorbido energía en forma
de calor.
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