Reacciones químicas en las plantas

En nuestro medio ambiente encontramos elementos químicos vitales tales como:

• Hidrógeno (H)
• Oxígeno (O)
• Carbono (C)

Los dos primeros elementos al unirse forman la molécula del agua (H₂O); los dos últimos elementos al unirse forman la molécula del dióxido de carbono (CO₂).

El sol es la fuente de energía de la que depende la vida en nuestro planeta. Solo aquellos organismos que contienen clorofila, como las algas azules y verdes, el plancton y el  gran numero de las plantas superiores, son capaces de utilizar la energía solar en sus procesos vitales; esto se lleva a cabo gracias a la fotosíntesis, que se explica en la siguiente ecuación química.

Balance de ecuación química de la fotosíntesis:

Todos los animales viven gracias a la respiración, proceso contrario de la anterior ecuación, donde se queman los hidratos de carbono con el oxígeno, formando dióxido de carbono y agua, y utilizando la energía que se libera para sus procesos vitales. Se puede representar de la siguiente manera:

Además de estos componentes químicos, los organismos vivos contienen algunos elementos que son parte integrante de los compuestos químicos que se sintetizan como el material estructural, y los usan en sus procesos vitales. Entre los mas importantes podemos citar:

• Nitrógeno (N)
• Fósforo (P)
• Azufre (S)
• Sodio (Na)
• Potasio (K)
• Calcio (Ca)
• Manganeso (Mn)
• Magnesio (Mg)
• Hierro (Fe)
• Cobalto (Co)
• Cobre (Cu)
• Zinc (Zn)
• Cloro (Cl)

Evidencias practicas que demuestran la ocurrencia de una reaccion quimica

La ocurrencia de una reaccion quimica en forma natural o artificial trae consigo cambios evidentes que se puede percibir a través de nuestros sentidos.

1. CAMBIO DE COLOR , SABOR Y OLOR:

Ejemplo 1: El cobre metálico (rojizo) al oxidarse forma un solido de color verde (oxido cúprico)

               2 Cu_(s) + O_2(g) → 2 CuO_(s)

                   Rojizo                  Verde

Ejemplo 2: Putrefacción de las frutas y alimentos ( ya sea su olor o sabor no son muy agradables,debido a la formación de nuevas sustancias, como productos de la descomposición química).

2. LIBERACION O ABSORCION DE ENERGIA CALORIFICA:

Ejemplo 1: Reacción entre acido clorhídrico e hidróxido de sodio para formar cloruro de sodio libera energía calorífica.

              NaOH_(ac.) + HCL_(ac.) → NaCL_(ac.) +H₂O_(l) + calor

Ejemplo 2: La reacción entre carbón y oxigeno de aire, llamada combustión de carbón , libera gran cantidad de calor.

            C_(s) +O_2(g) → CO_2(g) + Calor

3. DESPRENDIMIENTO DE UN GAS:

Cuando se mezcla un solido con una solución acuosa ( un liquido) generalmente.

Ejemplo 1: Reacción entre el Zn ( metálico) y HCL (acuoso) para producir gas H₂

La ecuación química que simboliza el fenómeno químico es:

Ejemplo 2: De la reacción entre sodio metálico y agua fría se desprende hidrogeno gaseoso.

       2Na _(s) +2H₂O_(l) → 2NaOH_(ac.) +H2_(g)

4. FORMACION DE PRECIPITADOS:

(sustancias solidas insolubles en agua y por su mayor densidad se depositan en el fondo del recipiente donde se lleva a cabo la reacción),cuando se mezclan dos soluciones acuosas, generalmente.

Ejemplo: Si se combina NaCL y AgNO₃ acuosos, se forma AgCL_(s) , insoluble en agua y NaNO₃

Su ecuación química es:

¿Qué es la entalpia?

la entalpia (H) describe los cambios térmicos que se llevan a cabo a presión constante.

¿Cómo se calcula la entalpia?

la entalpia se calcula a partir del primer principio de la termodinámica:

En los procesos a presión constante es frecuente que, a medida que transcurre la reacción química, exista un pequeño cambio de volumen.

La entalpia es una propiedad extensiva ya que depende de la masa del sistema. La expresión matemática de la entalpia es:

La variación de entalpia (∆H) es igual a la diferencia entre la entalpia de los productos (H2) y la entalpia de los reactantes (H1).

Dependiendo del calor en un proceso químico, las reacciones pueden ser endotérmicas y exotérmicas.

Entalpia positiva

∆H > 0 : el sistema absorbe calor, el proceso es endotérmico.

Entalpia negativa

∆H < 0 : el sistema libera calor, el proceso es exotérmico

Teoría de las colisiones – Reacciones químicas

Esta teoría explica como ocurren las reacciones químicas. Postula que para que una reacción química se produzca, los átomos, moléculas o iones deben chocar entre sí.

Sin embargo no todos los choques son útiles, ya que para obtenerse choques efectivos deben cumplirse ciertos requisitos:

Orientación adecuada

Los átomos deben chocar con una orientación adecuada “choque efectivo” para formar una nueva molécula.

Por ejemplo la reacción entre el dióxido de nitrógeno y el monóxido de carbono solo ocurre si el oxigeno del CO₂ choca con el carbono del CO. Cualquier otro acercamiento no produce la reacción.

Energía de activación

Es la mínima cantidad de energía que se necesita para dar inicio a una reacción química, capaz de romper los enlaces químicos existentes y formar otros nuevos.

Si la energía es menor a la energía de activación, las moléculas sólo chocarán sin producirse la reacción.

Cambio químico

En un cambio químico hay un cambio en la composición interna de la materia a nivel microscópico, por el cual se forman nuevas sustancias con composición y propiedades diferentes. Esta transformación ocurre por el rompimiento y ´formación de enlaces.

A los cambios químicos se les conoce como reacción química, las sustancias iniciales se llaman reactantes y las finales se llaman productos.

La oxidación y la combustión son ejemplos de cambios químicos.

Ver Ejemplos de Cambios Químicos

Procesos irreversibles

Un cambio químico es un proceso irreversible, ya que las sustancias al transformar su composición interna, no pueden recuperar su estado inicial.

Ejercicios sobre reacciones Rédox

En este artículo veremos varios ejercicios resueltos sobre las reacciones rédox, preguntas y método de balanceo.

Ejercicio 1

Indique en que casos hay oxidación y en cuales hay reducción.

a) Fe⁰  → Fe²⁺

b) S² → S¹

c) C⁴ → C²

d) Au^-3 → Au^-1

Solución:

Veamos la regla general

De acuerdo a esto diremos:

a) Fe⁰  → Fe²⁺     : Oxidación

b) S² → S¹           : Reducción

c) C⁴ → C²           : Reducción

d) Au^-3 → Au^-1     : Oxidación

Ejercicio 2

Del ejercicio anterior, indicar cuantos electrones ganan o pierden, según cada caso.

Solución:

a) Fe⁰  → Fe²⁺     : Oxidación = pierde 2 electrones

b) S² → S¹           : Reducción = gana 1 electrón

c) C⁴ → C²           : Reducción = gana 2 electrones

d) Au^-3 → Au^-1     : Oxidación = pierde 2 electrones

Ejercicio 3

En la siguiente reacción química, identificar cada uno de sus términos.

4N^-3   +     5S⁶⁺     →     3S⁰    +     2N⁵⁺

Solución:

Ejercicio 4

del ejercicio 3, calcular la relación de coeficientes del agente reductor y su forma oxidada.

Solución:

Agente reductor: 4N^-3 

Forma oxidada: 2N⁵⁺

.: Entonces la relación de coeficientes: Agente Reductor / Forma oxidada

Relación = 4 / 2

Ejercicio 5

del ejercicio 3, calcular la relación de coeficientes del agente oxidante y su forma oxidada.

Solución:

Agente oxidante: 5S^-3 

Forma oxidada: 2N⁵⁺

.: Entonces la relación de coeficientes: Agente Oxidante / Forma oxidada

Relación = 5 / 2

Ejercicio 6

Balancear la siguiente reacción con el método de oxidación-reducción (Rédox)

NH₃ + H₂SO₄    →    S + HNO₃ + H₂O

Solución:

La ecuación química balanceada quedaría:

3NH₃ + 4H₂SO₄    →    4S + 3HNO₃ + 7H₂O

Ejercicio 7

Del ejercicio 6, identificar cada uno de sus términos.

Solución:

De acuerdo al video tenemos:

a) Agente Reductor = 3NH₃

b) Agente Oxidante = 4H₂SO₄

c) Forma Oxidada = 3HNO₃

d) Forma Reducida = 4S

Ejercicio 8

Del ejercicio 6, indicar la suma de coeficientes

Solución:

La ecuación química balanceada es:

3NH₃ + 4H₂SO₄    →    4S + 3HNO₃ + 7H₂O

.: Suma de coeficientes = 3 + 4 + 4 + 3 + 7 = 21

Ejercicio 9

Balancear la siguiente reacción con el método de oxidación-reducción (Rédox)

P₄ + KOH + H₂O   →    KH₂PO₂ + PH₃

Solución:

La ecuación química balanceada es:

1 P₄ + 3 KOH + 3 H₂O   →    3 KH₂PO₂ + 1 PH₃

Ejercicios propuestos sobre símbolos en una reacción química

En este artículo repasaremos mediante ejercicios, los símbolos auxiliares que están presentes en una reacción química.

Si desea ver la teoría le recomendamos hacer clic en: CLIC AQUÍ 

1. Calcular la suma de coeficientes de la siguiente reacción:

3 HCl_(aq) + Al(OH)_3(s) → AlCl_3(aq) + 3 H₂O_(l)

2. Calcular la suma de coeficientes de la siguiente reacción:

2 Fe_(s) + O_2(g) → 2 FeO_(s)

3. Indique Verdadero o Falso, respecto a los símbolos de una reacción química:

a) (s) : La sustancia está en fase sólida

b) (l) : La sustancia está en fase líquida

c) (g) : La sustancia está en fase gaseosa

d) (ac) : La sustancia está en fase acuosa

e) (sol) : La sustancia está formando una solución o disolución

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4. De la figura, indique cual es el catalizador.

5. De la figura, indique a que presión se desarrolla la reacción

6. De la figura, indique que sustancia está disuelto en agua

7. De la figura, indique a que temperatura se desarrolla la reacción.

8. De la figura, calcular la suma de coeficientes.

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9. Indicar Verdadero o Falso, según corresponda:

a) En una reacción endotérmica, el sistema emite calor

b) En una reacción exotérmica, el sistema libera calor

c) El símbolo  ↑ ,significa que hay formación de precipitados

d) El símbolo  ↓  ,significa que hay formación de precipitados

e) La siguiente reacción es endotérmica:

N_2(g)  +  3 H_2(g)   →  2 NH_3(g)  +  ▲

f) La siguiente reacción es exotérmica:

N_2(g)  +  3 H_2(g)   →  2 NH_3(g)  +  ▲