tema 6. mols i reaccions quÍmiquesblocs.xtec.cat/arbocfq4eso/files/2013/05/tema-6.-mols-i...tema 6....

Tema 6. MOLS I REACCIONS QUÍMIQUES

6.1. El mol

6.1.1. Mols i nombre de partícules: el nombre d’Avogadro

6.1.2. Mols i massa: massa molar

6.2. Càlculs amb mols

6.3. Canvis físics i canvis químics

6.4. Reaccions químiques

6.5. Equacions químiques

6.6. Càlculs amb reaccions químiques

6.7. Tipus de reaccions químiques

El mol és la quantitat de substància que conté 6,02 × 1023 partícules de la substància.

Exemples: 1 mol d’àtoms de ferro (Fe) = 6,02 × 1023 àtoms de ferro (Fe)

1 mol de molècules d’aigua (H2O) = 6,02 × 1023 molècules d’aigua (H2O)

1 mol d’ions sodi (Na+) = 6,02 × 1023 ions sodi (Na+)

1 mol d’electrons (e-) = 6,02 × 1023 electrons (e-)

Aquest nombre de partícules és el nombre o constant d’Avogadro (NA):

Les partícules (àtoms, molècules,..) són petitíssimes, per tenir quantitats de substància que siguin apreciables hem d’agafar un nombre enorme de partícules, com les que hi ha en un mol.

El mol és una de les unitats fonamentals del SI, és la UNITAT DE QUANTITAT DE SUBSTÀNCIA.

Constant d’Avogadro (NA)

1 mol = 6,02 × 1023 partícules

602.2003000.0002000.0001000.000 partícules !!!!

6.1. El mol

6.1.1. Mols i nombre de partícules: el nombre d’Avogadro

I per què aquest número (6,02 × 1023) i no un altre?

Agafant com a exemple l’àtom de referència: sabem que la massa d’un àtom de carboni-12

és de 12 uma o u, doncs resulta que la massa de 6,02 × 1023 àtoms de carboni-12 és de 12 g.

La massa d’un mol de qualsevol substància és numèricament igual a la massa de les seves partícules expressada en grams. Aquesta es coneix com a massa molar (M) i té unitats g/mol.

MÓN MICROSCÒPIC MÓN MACROSCÒPIC

1 àtom de ferro (Fe) = 55’8 u 1 mol de ferro (Fe) = 55’8 g de ferro (Fe)

1 molècula d’aigua (H2O) = 18 u 1 mol d’aigua (H2O) = 18 g d’aigua(H2O)

Numèricament coincideixen:

Massa atòmica/molecular en u = Massa molar en grams

Massa molar (M): Massa d’un mol d’àtoms, de molècules, d'ions, etc., expressada en grams. Unitat: g/mol.

6.1. El mol 6.1.2. Mols i massa: massa molar (M)

El concepte de mol ens permet relacionar-lo amb el nombre de partícules i amb la massa en grams:

Un mol d’àtoms de magnesi té una massa de 24,3 g i conté 6,02 × 1023 àtoms.

Un mol d’àtoms d’estany té una massa de 118,7 g i conté 6,02 × 1023 àtoms.

Massa (en grams)

Nombre de partícules

Mols

1 mol = 6,02 × 1023 partícules 1 mol = Massa molar

6.2. Càlculs amb mols

6.2. Càlculs amb mols

Per fer els càlculs d’un concepte a l’altre (entre nombre de partícules, mols i massa en grams), expressarem les equivalències com a factors de conversió.

Exemple 1.- Quantes molècules de metà (CH4) hi ha en 30 mols d’aquest compost?

Exemple 2.- Quina és la massa de 2’5 mols d’àcid sulfúric (H2SO4)?

Exemple 3.- Quina és la massa de 1025 àtoms de zinc?

Exemple 4.- Calcula la massa, en grams, d’una molècula de sacarosa (C12H22O11).

6'02·1023 molècules

1 mol30 mols CH4 x = 1'81·1025 molècules CH4

1 mol Zn 65'4 g Zn

6'02·1023 àtoms Zn 1 mol Zn1086'38 g ZnM(Zn)=65'4 g/mol 1·1025 àtoms Zn x x =

98 g H2SO4

1 mol H2SO4

2'5 mols H2SO4 x = 245 g H2SO4M(H2SO4)=98 g/mol

1 mol C12H22O11 342 g C12H22O11

6'02·1023

molècules C12H22O11 1 mol C12H22O11

5'68·10-22 g C12H22O111 molècula C12H22O11 x x =

M(C12H22O11)=342 g/mol

6.2. Càlculs amb mols

6.3. Canvis físics i canvis químics

6.3. Canvis físics i canvis químics

6.3. Canvis físics i canvis químics

6.4. Reaccions químiques

6.4. Reaccions químiques

Macroscòpicament:

Una REACCIÓ QUÍMICA és un procés pel qual una o diverses substàncies inicials o REACTIUS, es transformen en una altra o unes altres substàncies finals o PRODUCTES, diferents de les inicials.

REACTIUS → PRODUCTES

Microscòpicament:

Reacció química: Reagrupació d’àtoms que, ordenant-se de manera diferent de com estaven inicialment, constitueixen noves substàncies. Això comporta el trencament d’enllaços en els reactius i la formació de nous enllaços en els productes.

6.4. Reaccions químiques

6.5. Equacions químiques

6.5. Equacions químiques

Perquè el nombre d’àtoms de cada element sigui igual en

reactius i productes, es posen uns números o coeficients

estequiomètrics davant de les fórmules.

Calcular aquests coeficients s’anomena igualar o ajustar

l’equació química.

COEFICIENTS

6.5. Equacions químiques • Les reaccions senzilles es poden igualar per tempteig.

• Quan la reacció és més complicada, resulta útil seguir un ordre:

1r. Igualar els àtoms d’elements metàl·lics. 2n. Igualar els àtoms d’elements no metàl·lics (excepte H i O). 3r. Igualar els àtoms d’hidrogen. 4t. Igualar els àtoms d’oxigen.

6.5. Equacions químiques

6.6. Càlculs amb reaccions químiques

6.6. Càlculs amb reaccions químiques

6.6. Càlculs amb reaccions químiques

6.6. Càlculs amb reaccions químiques Recordar:

Els coeficients estequimètrics relacionen les substàncies de la reacció en MOLS

Extra 1: L’hidrogen i l’oxigen reaccionen formant aigua. Si s’han format 240 g d’aigua,

a) Quina és la massa d’hidrogen que ha reaccionat? b) Quins són els mols d’oxigen que han reaccionat? Extra 2: El zinc metàl·lic reacciona amb una dissolució l’àcid clorhídric (HCl) i s’obté

clorur de zinc (ZnCl2) que queda dissolt i hidrogen gasós (H2). Si reaccionen 5 g de zinc, calcula:

a) El nombre de molècules d’hidrogen que s’obtindran b) La massa de clorur d’hidrogen necessari

6.7. Tipus de reaccions químiques

a) REACCIONS DE FORMACIÓ o de síntesi

6.7. Tipus de reaccions químiques

a) REACCIONS DE FORMACIÓ o de síntesi

6.7. Tipus de reaccions químiques

b) REACCIONS DE DESCOMPOSICIÓ

Les reaccions de descomposició són aquelles en les quals 1 reactiu es transforma en dos o més productes.

6.7. Tipus de reaccions químiques

b) REACCIONS DE DESCOMPOSICIÓ

6.7. Tipus de reaccions químiques

c) REACCIONS DE DESPLAÇAMENT

6.7. Tipus de reaccions químiques

d) REACCIONS ON INTERVÉ L’OXIGEN

d.1)

d.2)

6.7. Tipus de reaccions químiques

d) REACCIONS ON INTERVÉ L’OXIGEN

d.1)

6.7. Tipus de reaccions químiques

d) REACCIONS ON INTERVÉ L’OXIGEN

d.2)

6.7. Tipus de reaccions químiques

d) REACCIONS ON INTERVÉ L’OXIGEN

6.7. Tipus de reaccions químiques

d) REACCIONS ON INTERVÉ L’OXIGEN

6.7. Tipus de reaccions químiques

e) REACCIONS AMB ÀCIDS I BASES

6.7. Tipus de reaccions químiques

e) REACCIONS AMB ÀCIDS I BASES

6.7. Tipus de reaccions químiques

e) REACCIONS AMB ÀCIDS I BASES

6.7. Tipus de reaccions químiques

e) REACCIONS AMB ÀCIDS I BASES

ÀCID + BASE SAL + AIGUA

6.7. Tipus de reaccions químiques

e) REACCIONS AMB ÀCIDS I BASES

Els àcids i les bases reaccionen entre sí neutralitzant-se: REACCIÓ DE NEUTRALITZACIÓ ÀCID-BASE:

Exemple:

HCl (aq) + NaOH (aq) → NaCl (aq) + H2O (l) àcid clorhídric hidròxid de sodi clorur de sodi aigua