IES Bioclimático LOS CAMBIOS Física y Química

TEMA 3.- LOS CAMBIOS

ÍNDICE

1) CAMBIOS FÍSICOS Y CAMBIOS QUÍMICOS

 Cambios físicos
 Cambios químicos
- Reactivos y Productos

2) LA REACCIÓN QUÍMICA
 TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS
 LA ECUACIÓN QUÍMICA
 LEY DE LAVOISIER O DE CONSERVACIÓN DE LA MASA. AJUSTE DE
REACCIONES QUÍMICAS
 Método del tanteo
 Método de los coeficientes indeterminados
 LA IMPORTANCIA DE LA QUÍMICA EN LA MEJORA EN LA CALIDAD DE
VIDA DE LAS PERSONAS

3) LA QUÍMICA EN LA SOCIEDAD Y EL MEDIO AMBIENTE

 PROCEDENCIA NATURAL O SINTÉTICA DE PRODUCTOS DE USO DIARIO.
INFLUENCIA EN LA CALIDA DE VIDA
 Materiales naturales
 Materiales sintéticos
 IMPACTO MEDIOAMBIENTAL DE LA INDUSTRIA QUÍMICA
 Combustibles fósiles
- Efecto invernadero
- Lluvia ácida
 Energía nuclear
 INFLUENCIA DE LA INDUSTRIA QUÍMICA EN EL DESARROLLO DE LA
SOCIEDAD

ANEXO: La Tabla Periódica de los Elementos

2º ESO 2
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CAMBIOS FÍSICOS Y CAMBIOS QUÍMICOS

La materia está continuamente sometida a transformaciones, y los procesos que dan

lugar a estos cambios son muy variados, pero todos ellos pueden agruparse en dos
tipos fundamentales en función del resultado obtenido:
1) CAMBIOS FÍSICOS: son aquellos en los que no se producen cambios en
la naturaleza de la materia que interviene, esto es, la fórmula química de la
sustancia presente inicialmente es la misma que la presente tras el cambio.
Ejemplos de cambios físicos son:

 Cambios de estado
 Disoluciones
 Separación de mezclas
 Cambios de tamaño
 El mercurio de un termómetro
 El cemento que se hincha y se quiebra por las elevadas temperaturas
 Moldear un trozo de plastilina

2) CAMBIOS QUÍMICOS: en ellos el cambio es mucho más radical, pues sí se

producen cambios en la naturaleza de la materia. En un cambio de este tipo, a
partir de unas sustancias iniciales se forman otras nuevas . Antes del cambio la
materia se presenta por una fórmula química, y después, por otra diferente.
Ejemplos de cambios químicos son:

 Digestión de los alimentos

 La respiración
 Combustiones (acción de arder o quemarse una materia)
 Producción de agua
 El jugo de uva que se transforma en vinagre
 Transformación del almidón en distintos tipos de azúcar
 Cocción de un bizcocho
 Freír un huevo
 Fotosíntesis

Los cambios químicos también reciben el nombre de reacciones químicas. Una

reacción química, por tanto, es un proceso por el cual una o más sustancias,
llamadas REACTIVOS, se transforman en otra u otras sustancias con
propiedades diferentes, llamadas PRODUCTOS.

REACTIVO/S → PRODUCTO/S

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LA REACCIÓN QUÍMICA

En una reacción química las sustancias iniciales (reactivos) se transforman en otras

diferentes (productos). Aunque no siempre sucede, es frecuente que cuando se
produce una reacción química tenga lugar un cambio muy notorio que nos indica que
algo nuevo se está formando (desprendimiento de luz, de calor, formación de gases…)
Estudiaremos cuatro tipos de reacciones químicas:
1) REACCIÓN DE SÍNTESIS. Dos o más sustancias
simples se combinan para formar una sustancia
más compleja. Dos o más reactivos y un solo
producto.

Ejemplo: H2 + O2 → H2O
2 o más reactivos → 1 producto

2) REACCIÓN DE DESCOMPOSICIÓN. Una

sustancia compleja se descompone en sus
componentes más simples. Esta reacción es
opuesta a la de síntesis. Un reactivo produce
dos o más productos.

Ejemplo: H2O → H2 + O2
1 reactivo → 2 o más productos

3) REACCIÓN DE SUSTITUCIÓN SIMPLE. Un

elemento sin combinar sustituye a otro en un
compuesto. Dos reactivos producen dos
productos.

Ejemplo: HCl + Zn → ZnCl2 + H2

2 reactivos → 2 productos

4) REACCIÓN DE DOBLE SUSTITUCIÓN. Dos

elementos que forman parte de dos diferentes
compuestos intercambian sus posiciones para
formar un nuevo compuesto. Dos reactivos
producen dos productos.

Ejemplo: HCl + NaOH → NaCl + H2O

2 reactivos → 2 productos

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LA ECUACIÓN QUÍMICA
Los cambios químicos se representan o escriben mediante lo que denominamos como
ecuación química. Una ecuación química es una representación simbólica de una
reacción química.
La ecuación química representa por medio de números y símbolos una reacción
química. Lleva una estructura como la que se muestra a continuación:

 Las sustancias que se escriben a la izquierda de la flecha se llaman REACTIVOS y

constituyen el primer miembro de la ecuación. Las sustancias escritas a la
derecha de la flecha forman el segundo miembro de la ecuación y son los
PRODUCTOS de la reacción.

 A la izquierda de cada fórmula se escribe su COEFICIENTE ESTEQUIOMÉTRICO,

que es un número que indica la proporción en moléculas, o en moles, en la que
interviene esa sustancia en la reacción. Si es 1, no se escribe.

 A la derecha de cada fórmula se puede indicar el estado:

(s): sólido
(l): líquido
(g): gas
(aq/ac): disolución acuosa

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LEY DE LAVOISIER O DE CONSERVACIÓN DE LA MASA. AJUSTE DE

REACCIONES QUÍMICAS
La Ley de Lavoisier o Ley de la conservación de la masa establece que en toda
reacción química la masa se conserva, es decir, la masa total de los reactivos es igual
a la masa total de los productos.
Por lo tanto, los átomos se conservan en las reacciones químicas, y esto significa que
debe haber el mismo número y tipo de átomos en los reactivos y en los productos.
Así pues, debemos ajustar o equilibrar las ecuaciones químicas colocando coeficientes
estequiométricos. Estos coeficientes estequiométricos multiplican el valor del
número de átomos del compuesto al que precede. Dicho con
otras palabras, el coeficiente estequiométrico de un compuesto indica cuantas veces
está presente ese compuesto en la reacción química.

TODA REACCIÓN QUÍMICA DEBE ESTAR AJUSTADA

A la hora de ajustar, siempre se intentará que los coeficientes estequiométricos sean

enteros y lo menores posibles, es decir, que no tengan divisores comunes.
Existen fundamentalmente dos métodos de ajustes de reacciones: el método de
tanteo y el de los coeficientes indeterminados.
A. MÉTODO DEL TANTEO
El proceso de ajuste de las reacciones químicas es el siguiente:
1) Escritura de la reacción en la forma:
Reactivos ---> Productos

2) Se observan los átomos de cada tipo que hay a cada lado de la reacción.

3) Si hay algún tipo de átomo que no está compensado, se añade el coeficiente

estequiométrico correspondiente para que el número se iguale.

4) Se comprobará si la inclusión de este coeficiente ha descompensado algún otro

tipo de átomo y se repetirá el proceso hasta que consigamos que el número de
átomos de cada tipo sea el mismo a ambos lados.

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B. MÉTODO DE LOS COEFICIENTES INDETERMINADOS

Los pasos para aplicar este método de ajuste de ecuaciones químicas son los
siguientes:
1) Cada uno de los coeficientes se considera una incógnita que se representa con
una letra.

2) Se construye una ecuación para cada elemento químico. Para ello se multiplica
cada coeficiente por el subíndice del elemento que estemos considerando,
se suman todos los términos de esta multiplicación de los reactivos y se igualan
a los de los productos.

3) Se construye un sistema de ecuaciones que tendrán tantas ecuaciones como

elementos químicos diferentes tenga la reacción química.

4) Se asigna un valor arbitrario (el que se quiera) a cualquiera de los coeficientes.

Normalmente se procura que sea uno sencillo.

5) Se resuelve el sistema de ecuaciones, y se coloca en la reacción química el valor

de los coeficientes calculados. Si se desea se puede simplificar el resultado
dividiendo todos los coeficientes por un mismo valor.

LA IMPORTANCIA DE LA QUÍMICA EN LA MEJORA EN LA CALIDAD DE

VIDA DE LAS PERSONAS
La química es una de las ciencias que mejor contribuye a mejorar nuestra calidad de
vida. Entre todas las ciencias, la química es sin duda una de las que en mayor medida
ha contribuido a mejorar la calidad de vida y el bienestar de la Humanidad a través de
sus diversas aplicaciones.
Muchos avances logrados en las áreas de vital importancia para el ser humano han
sido fruto del esfuerzo de los científicos e investigadores químicos. Algunos ejemplos
son:
 La Química y la Salud: Medicinas, vacunas y productos sanitarios.
La química contribuye de forma esencial a la mejora la higiene, conjuntamente
con otras ciencias y tecnologías, y es el protagonista esencial, mediante los
productos farmacéuticos, en la lucha contra las enfermedades y en la mejora
de la calidad de vida hasta edades muy avanzadas. Algunos estudios indican
que 15 años de nuestras vidas (20%), se los debemos a los medicamentos.

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 La Química y la Alimentación.
Estudios científicos que se han realizado a lo largo de los últimos años
demuestran una vez más la importancia que tiene la química en la calidad de
los alimentos y, por tanto, en la salud de las personas. La aportación de la
química en la producción alimentaria aún tiene por delante un largo recorrido.

 La Química y la Cultura.
La fabricación del papel (soporte tradicional de la cultura escrita) sólo es
posible gracias a la química, y los libros, que requieren papel, tintas y
adhesivos, deben también a la química su existencia. Además, la química
actualmente no sólo ayuda a obtener el soporte, sino que sus propios
productos son el soporte de nuevas formas culturales. Así, los productos
químicos generan la fabricación de papeles sintéticos, fotografías, cine, las
cintas magnéticas de vídeo o audio, los disquetes, los discos compactos y los
CD-Rom y DVD…También la pintura, desde los orígenes del hombre, requiere
colorantes variados, estables y resistentes al medio ambiente.

 La Química y el Ocio.
Si los deportistas están batiendo constantemente sus propias marcas es debido
en gran parte a la evolución de los equipos basados en nuevos materiales
químicos, más flexibles, más ligeros y más fuertes que permiten llegar más
lejos, más alto y con mayor velocidad. La madera, el hierro, el cuero y otros
materiales tradicionales han dejado paso a los plásticos y otros compuestos de
simple o alta tecnología.

 La Química del Hogar y la Vida Diaria.

La industria química, fabricando productos de limpieza, productos para el aseo
personal y el cuidado de los niños, elaborando materiales para la construcción
de aparatos electrodomésticos y permitiendo la óptima conservación de los
alimentos, ha contribuido de manera decisiva a facilitar las tareas del hogar.

 Los productos químicos, resortes de la industria manufacturera.

La ingeniería mecánica es una de las más importantes de Europa, y no se
movería ni una sola rueda sin la contribución de la química. Las máquinas no se
pueden fabricar sin productos químicos, pues la manufactura de los metales, el
afilado, el torneado, la soldadura, la limpieza de superficies o el templado, son
todos procesos dependientes de los productos químicos. Una vez construidas
las máquinas no podrían arrancar o detenerse sin productos químicos.

 La Química es la Ciencia del próximo Milenio

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El éxito de los productos químicos es crucial, de muchas maneras, para el

futuro económico de Europa. Es sin duda uno -y quizás el único- de los sectores
innovadores en Europa que va por delante en el mundo. La Química se
encuentra en la vanguardia del cambio: transporte, informática, construcción…

 La Química, la Seguridad y el Medio Ambiente: Desarrollo Sostenible y

Compromiso de Progreso.
La industria química es el sector más comprometido y preocupado con la
protección del medio ambiente. También actúa como “el médico de la
contaminación”, con la generación de productos que permiten minimizar el
impacto que el conjunto de las actividades humanas produce sobre el entorno.
La utilización de estos productos químicos contribuye eficazmente a mejorar la
protección del entorno y asegurar el uso equilibrado de los recursos naturales.

LA QUÍMICA EN LA SOCIEDAD Y EL MEDIO AMBIENTE

PROCEDENCIA NATURAL O SINTÉTICA DE PRODUCTOS DE USO DIARIO.

INFLUENCIA EN LA CALIDA DE VIDA.
En la industria química se realizan reacciones químicas para obtener productos que
utilizamos cada día a partir de la materia prima, es decir, de la materia de la que se
obtienen los materiales. Podemos clasificar los materiales según su origen en
materiales naturales (procedencia natural) y materiales sintéticos (procedencia
sintética):

 MATERIALES NATURALES: La industria de base se dedica a obtener materias

primas a partir de recursos naturales. Es posible que solo pasen a ser útiles
para las personas cuando se someten a un proceso de purificación, y no por eso
dejarán de ser naturales. Los materiales naturales pueden deber su
proveniencia a un animal, a un vegetal o a un mineral.
Algunos de los recursos naturales tienen la característica de renovarse en una
frecuencia de tiempo muy rápida y otros no alcanzan su renovación a la
demanda que el ser humano hace de ellos: en este sentido es que muchas
veces se alerta sobre su disponibilidad futura.
Ejemplos de materiales naturales son hierro, madera, tierra, oro, plata, platino,
zinc, mercurio, agua, yeso, mármol, carbón, petróleo, uranio, cobalto, aluminio,
cobre, hongos…

 MATERIALES SINTÉTICOS: La industria transformadora se encarga de

transformar las materias primas en productos para uso o consumo. Para
obtener sustancias que no se encuentran en la naturaleza se utilizan, en la
industria, reacciones químicas. Igual que los materiales naturales, en ocasiones

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tienen funcionalidades por sí mismos, pero pasan a ser materiales cuando son
útiles para otros procesos. La proveniencia del medio natural aparece siempre,
aunque los procesos de transformación se van modificando con el tiempo a
efectos de que los costos se reduzcan progresivamente.

Ejemplos de materiales sintéticos son medicamentos, detergentes, insecticidas,

colorantes, perfumes, plásticos, vidrio, cerámica, porcelana, loza, papel, cartón,
goma, gres, acero inoxidable, latón, poliéster, licra, nylon, neopreno, oro
blanco, plata de ley, bronce, hormigón, caucho sintético, explosivos…

IMPACTO MEDIOAMBIENTAL DE LA INDUSTRIA QUÍMICA

A pesar del indudable beneficio que la industria química nos ha aportado, no es menos
cierto que en algunas ocasiones afecta negativamente al medio ambiente. Algunos
ejemplos son los siguientes:
A. COMBUSTIBLES FÓSILES: a partir de la combustión del carbón, petróleo y gas
natural se obtiene la mayor parte de la energía que se consume en el mundo. Esta
combustión, especialmente la de carbón y la del petróleo, genera CO 2 y óxidos de
azufre y de nitrógeno que influyen en el medio ambiente:

1) EFECTO INVERNADERO: se debe a la acumulación en la atmósfera de CO 2 y

de otros gases, que producen un aumento de la temperatura de la
atmósfera al retener los rayos del Sol.

2) LLUVIA ÁCIDA: se origina cuando los óxidos de azufre y de nitrógeno

expulsados en las fábricas se combinan con el agua de la atmósfera,
generando ácidos que caen al suelo cuando llueve. Estas sustancias afectan
a plantas y animales, así como a edificios o monumentos.

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B. ENERGÍA NUCLEAR: es utilizada en las centrales nucleares para obtener

electricidad. Tienen una alta eficiencia y no contribuye al efecto invernadero,
aunque presentan el inconveniente del almacenaje de los residuos que se
obtienen, que son radiactivos.

INFLUENCIA DE LA INDUSTRIA QUÍMICA EN EL DESARROLLO DE LA

SOCIEDAD
La Química desempeña un papel fundamental en la mejora de nuestra calidad de vida:
farmacia, cosmética, conservación de alimentos, producción de energía, desarrollo de
nuevos materiales... Todos estos campos muestran que el desarrollo de la sociedad y
de nuestro bienestar han dependido, y dependen, del desarrollo científico y
tecnológico que nos aporta el conocimiento científico, en general, y la Química en
particular.

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LA TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS

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