diff --git a/content/ca/apuntes-cuarto-eso/reacciones-quimicas/index.md b/content/ca/apuntes-cuarto-eso/reacciones-quimicas/index.md index 6022e8b6e..cb9bd3533 100644 --- a/content/ca/apuntes-cuarto-eso/reacciones-quimicas/index.md +++ b/content/ca/apuntes-cuarto-eso/reacciones-quimicas/index.md @@ -2,7 +2,7 @@ title: Reaccions químiques url: "/recursos-fisica-quimica/apunts/4eso/reaccions-quimiques" subtitle: Ajust d'equacions químiques i càlculs estequiomètrics -summary: "PROPERAMENT
Ajust d'equacions químiques, càlculs massa-massa i càlculs massa-volum." +summary: "Ajust d'equacions químiques, càlculs massa-massa i càlculs massa-volum." breadcrumbs: ["recursos-fisica-quimica","apunts","4teso"] authors: - rodrigo-alcaraz-de-la-osa @@ -19,10 +19,10 @@ weight: 5 external_link: "" image: - caption: Foto de [**Alex Kondratiev**](https://unsplash.com/@alexkondratiev) en [Unsplash](https://unsplash.com) + caption: Foto de [**Alex Kondratiev**](https://unsplash.com/@alexkondratiev) a [Unsplash](https://unsplash.com) focal_point: Smart -links: +links: - icon_pack: fas icon: name: 📜 Pòster @@ -34,9 +34,267 @@ links: # E.g. `slides = "example-slides"` references `content/slides/example-slides.md`. # Otherwise, set `slides = ""`. -slides: +slides: reaccions-quimiques-4ESO + +math: true +--- + +{{% toc %}} + +## Ajust d'equacions químiques + +La **llei de conservació de la massa** implica dos **principis**: + +1. El nombre total d'àtoms abans i després d'una reacció no canvia. +2. El nombre d'àtoms de cada tipus és el mateix abans i després. + +A una **equació química** general: + +$$ +\ce{aA + bB -> cC + dD} +$$ + +- A, B, C i D representen els **símbols químics** dels àtoms o la **fórmula molecular** dels compostos que reaccionen (costat esquerre) i els que es produeixen (costat dret). +- $a$, $b$, $c$ i $d$ representen els **coeficients estequiomètrics**, que han de ser ajustats segons la **llei de conservació de la massa** (comparant d'esquerra a dreta àtom per àtom el nombre que hi ha d'aquests a cada costat de la fletxa). + +Els **coeficients estequiomètrics** indiquen el nombre d'àtoms/molècules/**mols** que reaccionen/es produeixen de cada element/compost (o volum si les substancies que intervenen són gasos en les mateixes condicions de pressió i temperatura). + +### Exemple +{{% callout example %}} +
+ +> Es vol ajustar la següent equació química: + +{{% math %}} +$$ +\ce{MnO2 + HCl -> MnCl2 + Cl2 + H2O} +$$ +{{% /math %}} + +--- + +Comencem pel $\ce{Mn}$: veiem que a l'esquerra hi ha 1 àtom de Mn $\ce{Mn}$ i a la dreta hi ha també 1 àtom, està **ajustat**. + +--- + +Després mirem l'$\ce{O}$: veiem que a l'esquerra hi ha 2 àtoms d'$\ce{O}$ i a la dreta només hi ha 1. Per tant hem de posar un 2 a la molècula d'aigua: + +{{% math %}} +$$ +\ce{MnO2 + HCl -> MnCl2 + Cl2 + 2H2O} +$$ +{{% /math %}} + +--- + +Seguim amb l'$\ce{H}$: a l'esquerra hi ha 1 sol àtom mentre que a la dreta hi ha $2\times 2=4$ àtoms. Per tant hem de col·locar un 4 al $\ce{HCl}$: + +{{% math %}} +$$ +\ce{MnO2 + 4HCl -> MnCl2 + Cl2 + 2H2O} +$$ +{{% /math %}} + +--- + +Finalment el $\ce{Cl}$: com hem posat 4 molècules de $\ce{HCl}$ hi ha 4 àtoms de $\ce{Cl}$ a l'esquerra, a la dreta hi ha 2 àtoms de la molècula de clorur de manganès(II) i 2 àtoms més de la molècula de clor, 4 en total, amb el que està **ajustat** i no hem de posar res més. + +--- + +La **reacció ajustada** queda així: + +{{% math %}} +$$ +\ce{MnO2 + 4HCl -> MnCl2 + Cl2 + 2H2O} +$$ +{{% /math %}} + +{{% /callout %}} + +Pots practicar més l'**ajust** d'**equacions químiques** amb aquestes **simulacions**: + + + + + +## Càlculs massa-massa + +Es tracta de situacions en les quals ens donen la massa (típicament en g) d'un compost químic i ens demanen la massa (també en g) d'un altre compost químic. + +Seguim aquestes **tres passes**: + +1. **Passar de g a mol** utilitzant la **massa molar**. +2. **Relacionar mols** d'un compost amb mols d'un altre, a partir dels **coeficients estequiomètrics**. +3. **Passar de mol a g** utilitzant la **massa molar**. + +### Exemple +{{% callout example %}} +
+ +> El clorat de potassi, $\ce{KClO3}$, descompon en clorur de potassi, $\ce{KCl}$, i oxigen. Calcula la massa d'oxigen que s'obté quan descomponen $86.8\thinspace\mathrm g$ de clorat de potassi per l'acció de la calor. +$M(\ce{K}) = 39.1\thinspace\mathrm{g/mol}$; $M(\ce{Cl}) = 35.5\thinspace\mathrm{g/mol}$; $M(\ce{O}) = 16\thinspace\mathrm{g/mol}$. + --- -{{% callout soon %}} -Properament... +Escrivim l'**equació química** de la descomposició: +$$ +\ce{KClO3 -> KCl + O2} +$$ + +--- + +L'**ajustem**: +$$ +\ce{2KClO3 -> 2KCl + 3O2} +$$ + +--- + +Calculem les **masses molars** de tots els compostos químics involucrats, en aquest cas el $\ce{KClO3}$ i el $\ce{O2}$: +{{% math %}} +$$ +\begin{aligned} + M(\ce{KClO3}) &= M(\ce{K}) + M(\ce{Cl}) + 3\cdot M(\ce{O}) \\\\ + &= 39.1\thinspace\mathrm{g/mol} + 35.5\thinspace\mathrm{g/mol} + 3\cdot 16\thinspace\mathrm{g/mol} = 122.6\thinspace\mathrm{g/mol} \\\\ + M(\ce{O2}) &= 2\cdot M(\ce{O}) = 2\cdot 16\thinspace\mathrm{g/mol} = 32\thinspace\mathrm{g/mol} +\end{aligned} +$$ +{{% /math %}} + +--- + +Per a relacionar els grams de clorat de potassi amb els grams d'oxigen utilitzem les tres passes del **càlcul massa-massa**: + +{{% math %}} +$$ +86.8\thinspace\mathrm{\cancel{g_{\ce{KClO3}}}}\cdot \frac{1\thinspace\mathrm{\cancel{mol_{\ce{KClO3}}}}}{122.6\thinspace\mathrm{\cancel{g_{\ce{KClO3}}}}}\cdot \frac{3\thinspace\mathrm{\cancel{mol_{\ce{O2}}}}}{2\thinspace\mathrm{\cancel{mol_{\ce{KClO3}}}}}\cdot \frac{32\thinspace\mathrm{g_{\ce{O2}}}}{1\thinspace\mathrm{\cancel{mol_{\ce{O2}}}}} = 34.0\thinspace\mathrm{g_\ce{O2}} +$$ +{{% /math %}} +{{% /callout %}} + +## Reactius en dissolució +Quan els **reactius** es troben en **dissolució**, hem de relacionar el nombre de mols, $n$, amb el volum, $V$, a través de la concentració molar o **molaritat**: + +$$ +c = \frac{n}{V} \rightarrow n = cV\quad \text{($V$ en L)} +$$ + +Pots aprendre més amb aquesta excel·lent **simulació**: + + + +### Exemple +{{% callout example %}} +
+ +> L'àcid clorhídric reacciona amb l'hidròxid de calci per a produir clorur de calci i aigua. Calcula el volum d'àcid clorhídric 0.25 M que es necessita per a reaccionar amb 50 ml d'hidròxid de calci 0.5 M. + +{{% math %}} +$$ +\ce{2HCl(ac) + Ca(OH)2(ac) -> CaCl2(ac) + 2H2O(l)} +$$ +{{% /math %}} + +--- + +{{% math %}} +$$ +\begin{aligned} +50\thinspace\mathrm{\cancel{mL_{\ce{Ca(OH)2}}}} & \cdot \frac{1\thinspace\mathrm{\cancel{L_{\ce{Ca(OH)2}}}}}{1000\thinspace\mathrm{\cancel{mL_{\ce{Ca(OH)2}}}}} \cdot \frac{0.5\thinspace\mathrm{\cancel{mol_{\ce{Ca(OH)2}}}}}{1\thinspace\mathrm{\cancel{L_{\ce{Ca(OH)2}}}}} \\\\ +& \cdot \frac{2\thinspace\mathrm{\cancel{mol_{\ce{HCl}}}}}{1\thinspace\mathrm{\cancel{mol_{\ce{Ca(OH)2}}}}}\cdot \frac{1\thinspace\mathrm{L_{\ce{HCl}}}}{0.25\thinspace\mathrm{\cancel{mol_{\ce{HCl}}}}} = 0.2\thinspace\mathrm{L_{\ce{HCl}}} +\end{aligned} +$$ +{{% /math %}} +{{% /callout %}} + +## Cálculs massa-volum +### Equació dels gasos ideals +Quan algun dels compostos que intervenen a la reacció és un **gas**, necessitem fer ús de l'**equació dels gasos ideals**: + +$$ +pV = nRT +$$ + +- $p$ és la **pressió** a la qual es troba el gas, mesurada en atm. +- $V$ és el volum que ocupa el gas, mesurat en L. +- $n$ és el **nombre de mols** que tenim del gas, que el podem relacionar amb els grams a través de la **massa molar**. +- $R=0.082\thinspace\frac{\mathrm{atm\thinspace L}}{\mathrm{mol\thinspace K}}$ és la **constant universal dels gasos ideals**[^1]. +- $T$ és la **temperatura** a la qual es troba el gas, mesura en K: + $$ + T(\mathrm K) = T(^\circ\mathrm C) + 273 + $$ + +[^1]: En el cas de treballar en el SI, la constant dels gasos ideals pren el valor $R=8.314\thinspace\frac{\mathrm{J}}{\mathrm{mol\thinspace K}} = 8.314\thinspace\frac{\mathrm{kPa\thinspace L}}{\mathrm{mol\thinspace K}}$. + +### Exemple +{{% callout example %}} +
+ +> Calcula el volum d'hidrogen, mesurat a $25\thinspace\mathrm{^\circ\mathrm C}$ i $0.98\thinspace\mathrm{atm}$, que es desprèn en fer reaccionar $41.4\thinspace\mathrm g$ de sodi en aigua: +{{% math %}} +$$ +\ce{2Na(s) + 2H2O(l) -> 2NaOH(aq) + H2(g)} +$$ +{{% /math %}} +$M(\ce{Na}) = 23\thinspace\mathrm{g/mol}$; $M(\ce{H}) = 1\thinspace\mathrm{g/mol}$; $M(\ce{O}) = 16\thinspace\mathrm{g/mol}$. + +--- + +L'equació ens la donen ja **escrita** i **ajustada**. Fixeu-vos en les lletres entre parèntesis, que indiquen l'estat d'agregació de cada compost químic: + +- (s) $\rightarrow$ **sòlid** +- (l) $\rightarrow$ **líquid** +- (g) $\rightarrow$ **gas** +- (aq) $\rightarrow$ a **dissolució aquosa** (*aqueous* en anglès) + +--- + +Calculem primer les **masses molars** dels compostos involucrats: +{{% math %}} +$$ +\begin{aligned} + M(\ce{Na}) &= 23\thinspace\mathrm{g/mol}\text{ (m'ho donaven com a dada)} \\\\ + M(\ce{H2}) &= 2\cdot M(\ce{H}) = 2\cdot 1\thinspace\mathrm{g/mol} = 2\thinspace\mathrm{g/mol} +\end{aligned} +$$ +{{% /math %}} + +--- + +A partir dels grams de $\ce{Na}$ ccalculem els mols d'$\ce{H2}$ que es desprendran, utilitzant les dues primeres passes del **càlcul massa-massa**: + +{{% math %}} +$$ +41.4\thinspace\mathrm{\cancel{g_{\ce{Na}}}}\cdot \frac{1\thinspace\mathrm{\cancel{mol_{\ce{Na}}}}}{23\thinspace\mathrm{\cancel{g_{\ce{Na}}}}}\cdot \frac{1\thinspace\mathrm{mol_{\ce{H2}}}}{2\thinspace\mathrm{\cancel{mol_{\ce{Na}}}}} = 0.9\thinspace\mathrm{mol_\ce{H2}} +$$ +{{% /math %}} + +--- + +Per a relacionar la quantitat d'hidrogen que es desprèn (mesurada en mols) amb el volum (mesurat en L), utilitzem l'**equació dels gasos ideals**: +$$ +pV = nRT +$$ + +S'ha d'anar amb cura perquè la temperatura $T$ l'hem de passar a K: +\begin{align*} +T(\mathrm K) &= T(^\circ\mathrm C) + 273 \\\\ +&= 25\thinspace ^\circ\mathrm C + 273 = 298\thinspace\mathrm K +\end{align*} + +Aïllem el volum $V$: +{{% math %}} +$$ +V = \frac{nRT}{p} = \frac{0.9\thinspace\mathrm{\cancel{mol}} \cdot 0.082\thinspace\frac{\mathrm{\cancel{atm}\thinspace L}}{\mathrm{\cancel{mol}\thinspace \cancel{K}}}\cdot 298\thinspace\mathrm{\cancel{K}}}{0.98\thinspace\mathrm{\cancel{atm}}} = 22.4\thinspace\mathrm{L_\ce{H2}} +$$ +{{% /math %}} +{{% /callout %}} + +## Pràctica virtual +Et recomanem veure aquest preciós vídeo/curt-documental del [Departament de Física i Química de l'IES Valle del Saja](http://www.fqsaja.com) on es planteja, de manera qualitativa, una seqüència de cinc reaccions químiques que partint de coure, entre altres metalls, desemboca de nou en aquest metall: + +{{< youtube KFcRVAjuxAM >}} + +{{% callout note %}} +[Aquí](https://drive.google.com/file/d/1wsDhdlJNQKB2VvzHSoMPOMhqPSKEyVP0/view) pots descarregar-te el **guió** de la **pràctica**. {{% /callout %}} \ No newline at end of file diff --git a/content/ca/slides/reaccions-quimiques-4ESO/index.md b/content/ca/slides/reaccions-quimiques-4ESO/index.md new file mode 100644 index 000000000..de660840e --- /dev/null +++ b/content/ca/slides/reaccions-quimiques-4ESO/index.md @@ -0,0 +1,330 @@ +--- +title: Reaccions químiques +url: "/recursos-fisica-quimica/apunts/4eso/reaccions-quimiques/diapositives" +summary: "Ajust d'equacions químiques, càlculs massa-massa i càlculs massa-volum." + +slides: + # Choose a theme from https://github.com/hakimel/reveal.js#theming + theme: white + # Choose a code highlighting style (if highlighting enabled in `params.toml`) + # Light style: github. Dark style: dracula (default). + highlight_style: + + reveal_options: + hash: true +--- + +
+ +# Reaccions químiques + +- [Ajust d'equacions químiques](#/1) +- [Càlculs massa-massa](#/2) +- [Reactius en dissolució](#/3) +- [Càlculs massa-volum](#/4) +- [Pràctica virtual](#/5) + +Descarrega aquestes diapositives en format PDF [📥](#/PDF) + +
+ +--- + +{{% section %}} + +## Ajust d'equacions químiques + +La **llei de conservació de la massa** implica dos **principis**: + +1. El nombre total d'àtoms abans i després d'una reacció no canvia. +2. El nombre d'àtoms de cada tipus és el mateix abans i després. + +--- + +A una **equació química** general: + +$$ +a\mathrm A + b\mathrm B \longrightarrow c\mathrm C + d\mathrm D +$$ + +--- + +- A, B, C i D representen els **símbols químics** dels àtoms o la **fórmula molecular** dels compostos que reaccionen (costat esquerre) i els que es produeixen (costat dret). + +--- + +- $a$, $b$, $c$ i $d$ representen els **coeficients estequiomètrics**, que han de ser ajustats segons la **llei de conservació de la massa** (comparant d'esquerra a dreta àtom per àtom el nombre que hi ha d'aquests a cada costat de la fletxa). + +--- + +Els **coeficients estequiomètrics** indiquen el nombre d'àtoms/molècules/**mols** que reaccionen/es produeixen de cada element/compost (o volum si les substancies que intervenen són gasos en les mateixes condicions de pressió i temperatura). + +--- + +### Exemple +Es vol ajustar la següent equació química: +$$ +\mathrm{MnO_2} + \mathrm{HCl} \longrightarrow \mathrm{MnCl_2} + \mathrm{Cl_2} + \mathrm{H_2O} +$$ + +--- + +Comencem pel Mn: veiem que a l'esquerra hi ha 1 àtom de Mn i a la dreta hi ha també 1 àtom, està **ajustat**. + +--- + +Després mirem l'O: veiem que a l'esquerra hi ha 2 àtoms d'O i a la dreta només hi ha 1. Per tant hem de posar un 2 a la molècula d'aigua: + +$$ +\mathrm{MnO_2} + \mathrm{HCl} \longrightarrow \mathrm{MnCl_2} + \mathrm{Cl_2} + 2\thinspace\mathrm{H_2O} +$$ + +--- + +Seguim amb l'H: a l'esquerra hi ha 1 sol àtom mentre que a la dreta hi ha $2\times 2=4$ àtoms. Per tant hem de col·locar un 4 al HCl: + +$$ +\mathrm{MnO_2} + 4\thinspace\mathrm{HCl} \longrightarrow \mathrm{MnCl_2} + \mathrm{Cl_2} + 2\thinspace\mathrm{H_2O} +$$ + +--- + +Finalment el Cl: com hem posat 4 molècules de HCl hi ha 4 àtoms de Cl a l'esquerra, a la dreta hi ha 2 àtoms de la molècula de clorur de manganès(II) i 2 àtoms més de la molècula de clor, 4 en total, amb el que està **ajustat** i no hem de posar res més. + +--- + +La **reacció ajustada** queda així: + +$$ +\mathrm{MnO_2} + 4\thinspace\mathrm{HCl} \longrightarrow \mathrm{MnCl_2} + \mathrm{Cl_2} + 2\thinspace\mathrm{H_2O} +$$ + +--- + +Pots practicar més l'**ajust** d'**equacions químiques** amb aquestes **simulacions**: + + + +--- + + + +{{% /section %}} + +--- + +{{% section %}} + +## Càlculs massa-massa + +Es tracta de situacions en les quals ens donen la massa (típicament en g) d'un compost químic i ens demanen la massa (també en g) d'un altre compost químic. + +--- + +Seguim aquestes **tres passes**: + +1. **Passar de g a mol** utilitzant la **massa molar**. +2. **Relacionar mols** d'un compost amb mols d'un altre, a partir dels **coeficients estequiomètrics**. +3. **Passar de mol a g** utilitzant la **massa molar**. + +--- + +### Exemple +El clorat de potassi, KClO3, descompon en clorur de potassi, KCl, i oxigen. Calculeu la massa d'oxigen que s'obté quan descomponen 86.8 g de clorat de potassi per l'acció de la calor. + +$M(\mathrm{K}) = 39.1\thinspace\mathrm{g/mol}$; $M(\mathrm{Cl}) = 35.5\thinspace\mathrm{g/mol}$; $M(\mathrm{O}) = 16\thinspace\mathrm{g/mol}$. + +--- + +Escrivim l'**equació química** de la descomposició: +$$ +\mathrm{KClO_3} \longrightarrow \mathrm{KCl} + \mathrm O_2 +$$ + +--- + +L'**ajustem**: +$$ +2\thinspace\mathrm{KClO_3} \longrightarrow 2\thinspace\mathrm{KCl} + 3\thinspace\mathrm O_2 +$$ + +--- + +Calculem les **masses molars** de tots els compostos químics involucrats, en aquest cas el KClO3 i el O2: + +{{% math width="100%" %}} +$$ +\begin{aligned} + M(\mathrm{KClO_3}) &= M(\mathrm{K}) + M(\mathrm{Cl}) + 3\cdot M(\mathrm{O}) \\\\ + &= 39.1\thinspace\mathrm{g/mol} + 35.5\thinspace\mathrm{g/mol} + 3\cdot 16\thinspace\mathrm{g/mol} = 122.6\thinspace\mathrm{g/mol} \\\\ + M(\mathrm{O_2}) &= 2\cdot M(\mathrm{O}) = 2\cdot 16\thinspace\mathrm{g/mol} = 32\thinspace\mathrm{g/mol} +\end{aligned} +$$ +{{% /math %}} + +--- + +Per a relacionar els grams de clorat de potassi amb els grams d'oxigen utilitzem les tres passes del **càlcul massa-massa**: +$$ +86.8\thinspace\mathrm{g_{\mathrm{KClO_3}}}\cdot \frac{1\thinspace\mathrm{mol_{\mathrm{KClO_3}}}}{122.6\thinspace\mathrm{g_{\mathrm{KClO_3}}}}\cdot \frac{3\thinspace\mathrm{mol_{\mathrm{O_2}}}}{2\thinspace\mathrm{mol_{\mathrm{KClO_3}}}}\cdot \frac{32\thinspace\mathrm{g_{\mathrm{O_2}}}}{1\thinspace\mathrm{mol_{\mathrm{O_2}}}} = 34.0\thinspace\mathrm{g_\mathrm{O_2}} +$$ + +{{% /section %}} + +--- + +{{% section %}} + +## Reactius en dissolució +Quan els **reactius** es troben en **dissolució**, hem de relacionar el nombre de mols, $n$, amb el volum, $V$, a través de la concentració molar o **molaritat**: + +--- + +$$ +c = \frac{n}{V} \rightarrow n = cV\quad \text{($V$ en L)} +$$ + +--- + +Pots aprendre més amb aquesta excel·lent **simulació**: + + + +--- + +### Exemple + +L'àcid clorhídric reacciona amb l'hidròxid de calci per a produir clorur de calci i aigua. Calcula el volum d'àcid clorhídric 0.25 M que es necessita per a reaccionar amb 50 ml d'hidròxid de calci 0.5 M. +$$ +2\thinspace \mathrm{HCl(ac)} + \mathrm{Ca(OH)_2(ac)} \longrightarrow \mathrm{CaCl_2(ac)} + 2\thinspace \mathrm{H_2O(l)} +$$ + +--- + +\begin{align*} +50\thinspace\mathrm{mL_{\mathrm{Ca(OH)2}}} & \cdot \frac{1\thinspace\mathrm{L_{\mathrm{Ca(OH)2}}}}{1000\thinspace\mathrm{mL_{\mathrm{Ca(OH)2}}}} \cdot \frac{0.5\thinspace\mathrm{mol_{\mathrm{Ca(OH)2}}}}{1\thinspace\mathrm{L_{\mathrm{Ca(OH)2}}}} \\\\ +& \cdot \frac{2\thinspace\mathrm{mol_{\mathrm{HCl}}}}{1\thinspace\mathrm{mol_{\mathrm{Ca(OH)2}}}}\cdot \frac{1\thinspace\mathrm{L_{\mathrm{HCl}}}}{0.25\thinspace\mathrm{mol_{\mathrm{HCl}}}} = 0.2\thinspace\mathrm{L_{\mathrm{HCl}}} +\end{align*} + +{{% /section %}} + +--- + +{{% section %}} + +## Càlculs massa-volum + +- [Equació dels gasos ideals](#/4/1) +- [Exemple](#/4/4) + +(continua cap avall) + +👇 + +--- + +### Equació dels gasos ideals +Quan algun dels compostos que intervenen a la reacció és un **gas**, necessitem fer ús de l'**equació dels gasos ideals**: + +$$ +pV = nRT +$$ + +--- + +- $p$ és la **pressió** a la qual es troba el gas, mesurada en atm. +- $V$ és el volum que ocupa el gas, mesurat en L. +- $n$ és el **nombre de mols** que tenim del gas, que el podem relacionar amb els grams a través de la **massa molar**. +- $R=0.082\thinspace\frac{\mathrm{atm\thinspace L}}{\mathrm{mol\thinspace K}}$ és la **constant universal dels gasos ideals**[^1]. +- $T$ és la **temperatura** a la qual es troba el gas, mesura en K: + $$ + T(\mathrm K) = T(^\circ\mathrm C) + 273 + $$ + +--- + +En el cas de treballar en el SI, la constant dels gasos ideals pren el valor $R=8.314\thinspace\frac{\mathrm{J}}{\mathrm{mol\thinspace K}} = 8.314\thinspace\frac{\mathrm{kPa\thinspace L}}{\mathrm{mol\thinspace K}}$. + +--- + +### Exemple +Calcula el volum d'hidrogen, mesurat a $25\thinspace\mathrm{^\circ\mathrm C}$ i $0.98\thinspace\mathrm{atm}$, que es desprèn en fer reaccionar $41.4\thinspace\mathrm g$ de sodi en aigua: +$$ +2\thinspace\mathrm{Na(s)} + 2\thinspace\mathrm{H_2O(l)} \longrightarrow 2\thinspace\mathrm{NaOH(aq)} + \mathrm{H_2(g)} +$$ +$M(\mathrm{Na}) = 23\thinspace\mathrm{g/mol}$; $M(\mathrm{H}) = 1\thinspace\mathrm{g/mol}$; $M(\mathrm{O}) = 16\thinspace\mathrm{g/mol}$. + +--- + +L'equació ens la donen ja **escrita** i **ajustada**. Fixeu-vos en les lletres entre parèntesis, que indiquen l'estat d'agregació de cada compost químic: + +- (s) $\rightarrow$ **sòlid** +- (l) $\rightarrow$ **líquid** +- (g) $\rightarrow$ **gas** +- (aq) $\rightarrow$ a **dissolució aquosa** (*aqueous* en anglès) + +--- + +Calculem primer les **masses molars** dels compostos involucrats: +\begin{align*} + M(\mathrm{Na}) &= 23\thinspace\mathrm{g/mol}\text{ (m'ho donaven com a dada)} \\\\ + M(\mathrm{H_2}) &= 2\cdot M(\mathrm{H}) = 2\cdot 1\thinspace\mathrm{g/mol} = 2\thinspace\mathrm{g/mol} +\end{align*} + +--- + +A partir dels grams de Na calculem els mols d'H2 que es desprendran, utilitzant les dues primeres passes del **càlcul massa-massa**: + +$$ +41.4\thinspace\mathrm{g_{\mathrm{Na}}}\cdot \frac{1\thinspace\mathrm{mol_{\mathrm{Na}}}}{23\thinspace\mathrm{g_{\mathrm{Na}}}}\cdot \frac{1\thinspace\mathrm{mol_{\mathrm{H_2}}}}{2\thinspace\mathrm{mol_{\mathrm{Na}}}} = 0.9\thinspace\mathrm{mol_\mathrm{H_2}} +$$ + +--- + +Per a relacionar la quantitat d'hidrogen que es desprèn (mesurada en mols) amb el volum (mesurat en L), utilitzem l'**equació dels gasos ideals**: +$$ +pV = nRT +$$ + +--- + +S'ha d'anar amb cura perquè la temperatura $T$ l'hem de passar a K: +\begin{align*} +T(\mathrm K) &= T(^\circ\mathrm C) + 273 \\\\ +&= 25\thinspace ^\circ\mathrm C + 273 = 298\thinspace\mathrm K +\end{align*} + +--- + +Aïllem el volum $V$: +$$ +V = \frac{nRT}{p} = \frac{0.9\thinspace\mathrm{mol} \cdot 0.082\thinspace\frac{\mathrm{atm\thinspace L}}{\mathrm{mol\thinspace K}}\cdot 298\thinspace\mathrm{K}}{0.98\thinspace\mathrm{atm}} = 22.4\thinspace\mathrm{L_\mathrm{H_2}} +$$ + +{{% /section %}} + +--- + +{{% section %}} + +## Pràctica virtual + +{{< youtube KFcRVAjuxAM >}} + +{{% /section %}} + +
+ +## Exportar a PDF + +📥 Punxa [**aquí**](?view=print#) i segueix aquestes **instruccions**: + +1. Obre el diàleg d'**Impressió** (Control-P si estàs en Windows). +2. Canvia el **Destí** a **Desar com PDF**. +3. Canvia el **Disseny** a **Horitzontal**. +4. Canvia els **Marges** a **Cap**. +5. Activa l'opció **Gràfics de fons**. + +El procés, en principi, només funciona amb **Google Chrome**. + +
\ No newline at end of file diff --git a/content/ca/slides/reaccions-quimiques-4ESO/qrcode.svg b/content/ca/slides/reaccions-quimiques-4ESO/qrcode.svg new file mode 100644 index 000000000..09cc5e34c --- /dev/null +++ b/content/ca/slides/reaccions-quimiques-4ESO/qrcode.svg @@ -0,0 +1,4728 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + diff --git a/content/es/apuntes-cuarto-eso/reacciones-quimicas/index.md b/content/es/apuntes-cuarto-eso/reacciones-quimicas/index.md index b1adf76bf..8012f4eac 100644 --- a/content/es/apuntes-cuarto-eso/reacciones-quimicas/index.md +++ b/content/es/apuntes-cuarto-eso/reacciones-quimicas/index.md @@ -22,9 +22,9 @@ image: caption: Foto de [**Alex Kondratiev**](https://unsplash.com/@alexkondratiev) en [Unsplash](https://unsplash.com) focal_point: Smart -links: +links: - icon_pack: fas - icon: + icon: name: 📜 Póster url: reacciones-quimicas-poster.pdf - icon_pack: fas @@ -68,9 +68,11 @@ Los **coeficientes estequiométricos** indican el número de átomos/moléculas/
> Se desea ajustar la siguiente ecuación química: +{{% math %}} $$ \ce{MnO2 + HCl -> MnCl2 + Cl2 + H2O} $$ +{{% /math %}} --- @@ -80,17 +82,21 @@ Comenzamos por el $\ce{Mn}$: vemos que a la izquierda hay 1 átomo de $\ce{Mn}$ Después miramos el $\ce{O}$: vemos que a la izquierda hay 2 átomos de $\ce{O}$ y a la derecha solo hay 1. Por tanto debemos poner un 2 en la molécula de agua: +{{% math %}} $$ \ce{MnO2 + HCl -> MnCl2 + Cl2 + 2H2O} $$ +{{% /math %}} --- Seguimos con el $\ce{H}$: a la izquierda hay 1 solo átomo mientras que a la derecha hay $2\times 2=4$ átomos. Por lo tanto debemos colocar un 4 en el $\ce{HCl}$: +{{% math %}} $$ \ce{MnO2 + 4HCl -> MnCl2 + Cl2 + 2H2O} $$ +{{% /math %}} --- @@ -100,9 +106,11 @@ Finalmente el $\ce{Cl}$: como hemos puesto 4 moléculas de $\ce{HCl}$ hay 4 áto La **reacción ajustada** queda así: +{{% math %}} $$ \ce{MnO2 + 4HCl -> MnCl2 + Cl2 + 2H2O} $$ +{{% /math %}} {{% /callout %}} @@ -121,7 +129,7 @@ Seguimos estos **tres pasos**: 1. **Pasar de g a mol** utilizando la **masa molar**. 2. **Relacionar moles** de un compuesto con moles de otro, a partir de los **coeficientes estequiométricos**. 3. **Pasar de mol a g** utilizando la **masa molar**. - + ### Ejemplo {{% callout example %}}
@@ -146,18 +154,27 @@ $$ --- Calculamos las **masas molares** de todos los compuestos químicos involucrados, en este caso el $\ce{KClO3}$ y el $\ce{O2}$: -\begin{align*} + +{{% math %}} +$$ +\begin{aligned} M(\ce{KClO3}) &= M(\ce{K}) + M(\ce{Cl}) + 3\cdot M(\ce{O}) \\\\ &= 39.1\thinspace\mathrm{g/mol} + 35.5\thinspace\mathrm{g/mol} + 3\cdot 16\thinspace\mathrm{g/mol} = 122.6\thinspace\mathrm{g/mol} \\\\ M(\ce{O2}) &= 2\cdot M(\ce{O}) = 2\cdot 16\thinspace\mathrm{g/mol} = 32\thinspace\mathrm{g/mol} -\end{align*} +\end{aligned} +$$ +{{% /math %}} --- Para relacionar los gramos de clorato de potasio con los gramos de oxígeno utilizamos los tres pasos del **cálculo masa-masa**: + +{{% math %}} $$ 86.8\thinspace\mathrm{\cancel{g_{\ce{KClO3}}}}\cdot \frac{1\thinspace\mathrm{\cancel{mol_{\ce{KClO3}}}}}{122.6\thinspace\mathrm{\cancel{g_{\ce{KClO3}}}}}\cdot \frac{3\thinspace\mathrm{\cancel{mol_{\ce{O2}}}}}{2\thinspace\mathrm{\cancel{mol_{\ce{KClO3}}}}}\cdot \frac{32\thinspace\mathrm{g_{\ce{O2}}}}{1\thinspace\mathrm{\cancel{mol_{\ce{O2}}}}} = 34.0\thinspace\mathrm{g_\ce{O2}} $$ +{{% /math %}} + {{% /callout %}} ## Reactivos en disolución @@ -176,16 +193,24 @@ Puedes aprender más con esta excelente **simulación**:
> El ácido clorhídrico reacciona con el hidróxido de calcio para producir cloruro de calcio y agua. Calcula el volumen de ácido clorhídrico 0.25 M que se necesita para reaccionar con 50 mL de hidróxido de calcio 0.5 M. + +{{% math %}} $$ \ce{2HCl(ac) + Ca(OH)2(ac) -> CaCl2(ac) + 2H2O(l)} $$ +{{% /math %}} --- -\begin{align*} +{{% math %}} +$$ +\begin{aligned} 50\thinspace\mathrm{\cancel{mL_{\ce{Ca(OH)2}}}} & \cdot \frac{1\thinspace\mathrm{\cancel{L_{\ce{Ca(OH)2}}}}}{1000\thinspace\mathrm{\cancel{mL_{\ce{Ca(OH)2}}}}} \cdot \frac{0.5\thinspace\mathrm{\cancel{mol_{\ce{Ca(OH)2}}}}}{1\thinspace\mathrm{\cancel{L_{\ce{Ca(OH)2}}}}} \\\\ & \cdot \frac{2\thinspace\mathrm{\cancel{mol_{\ce{HCl}}}}}{1\thinspace\mathrm{\cancel{mol_{\ce{Ca(OH)2}}}}}\cdot \frac{1\thinspace\mathrm{L_{\ce{HCl}}}}{0.25\thinspace\mathrm{\cancel{mol_{\ce{HCl}}}}} = 0.2\thinspace\mathrm{L_{\ce{HCl}}} -\end{align*} +\end{aligned} +$$ +{{% /math %}} + {{% /callout %}} ## Cálculos masa-volumen @@ -212,9 +237,11 @@ $$
> Calcula el volumen de hidrógeno, medido a $25\thinspace\mathrm{^\circ\mathrm C}$ y $0.98\thinspace\mathrm{atm}$, que se desprende al hacer reaccionar $41.4\thinspace\mathrm g$ de sodio en agua: +{{% math %}} $$ \ce{2Na(s) + 2H2O(l) -> 2NaOH(aq) + H2(g)} $$ +{{% /math %}} $M(\ce{Na}) = 23\thinspace\mathrm{g/mol}$; $M(\ce{H}) = 1\thinspace\mathrm{g/mol}$; $M(\ce{O}) = 16\thinspace\mathrm{g/mol}$. --- @@ -228,19 +255,26 @@ La ecuación nos la dan ya **escrita** y **ajustada**. Notar las letras entre pa --- -Calculamos lo primero las **masas molares** de los compuestos involucrados: -\begin{align*} - M(\ce{Na}) &= 23\thinspace\mathrm{g/mol}\text{ (me lo daban como dato)} \\\\ +Calculamos lo primero las **masas molares** de los compuestos involucrados: + +{{% math %}} +$$ +\begin{aligned} + M(\ce{Na}) &= 23\thinspace\mathrm{g/mol}\text{ (me lo daban como dato)} \\\\ M(\ce{H2}) &= 2\cdot M(\ce{H}) = 2\cdot 1\thinspace\mathrm{g/mol} = 2\thinspace\mathrm{g/mol} -\end{align*} +\end{aligned} +$$ +{{% /math %}} --- A partir de los gramos de $\ce{Na}$ calculamos los moles de $\ce{H2}$ que se desprenderán, utilizando los dos primeros pasos del **cálculo masa-masa**: +{{% math %}} $$ 41.4\thinspace\mathrm{\cancel{g_{\ce{Na}}}}\cdot \frac{1\thinspace\mathrm{\cancel{mol_{\ce{Na}}}}}{23\thinspace\mathrm{\cancel{g_{\ce{Na}}}}}\cdot \frac{1\thinspace\mathrm{mol_{\ce{H2}}}}{2\thinspace\mathrm{\cancel{mol_{\ce{Na}}}}} = 0.9\thinspace\mathrm{mol_\ce{H2}} $$ +{{% /math %}} --- @@ -256,9 +290,13 @@ T(\mathrm K) &= T(^\circ\mathrm C) + 273 \\\\ \end{align*} Despejamos el volumen $V$: + +{{% math %}} $$ V = \frac{nRT}{p} = \frac{0.9\thinspace\mathrm{\cancel{mol}} \cdot 0.082\thinspace\frac{\mathrm{\cancel{atm}\thinspace L}}{\mathrm{\cancel{mol}\thinspace \cancel{K}}}\cdot 298\thinspace\mathrm{\cancel{K}}}{0.98\thinspace\mathrm{\cancel{atm}}} = 22.4\thinspace\mathrm{L_\ce{H2}} -$$ +$$ +{{% /math %}} + {{% /callout %}} ## Práctica virtual @@ -267,5 +305,5 @@ Te recomendamos ver este precioso vídeo/corto-documental del [Departamento de F {{< youtube KFcRVAjuxAM >}} {{% callout note %}} -[Aquí](https://drive.google.com/file/d/1wsDhdlJNQKB2VvzHSoMPOMhqPSKEyVP0/view) puedes descargarte el **guion** de la **práctica**. +[Aquí](https://drive.google.com/file/d/1wsDhdlJNQKB2VvzHSoMPOMhqPSKEyVP0/view) puedes descargarte el **guion** de la **práctica**. {{% /callout %}} diff --git a/content/es/slides/reacciones-quimicas-4ESO/index.md b/content/es/slides/reacciones-quimicas-4ESO/index.md index d24c220db..0f9d82766 100644 --- a/content/es/slides/reacciones-quimicas-4ESO/index.md +++ b/content/es/slides/reacciones-quimicas-4ESO/index.md @@ -128,10 +128,10 @@ Seguimos estos **tres pasos**: 3. **Pasar de mol a g** utilizando la **masa molar**. --- - + ### Ejemplo El clorato de potasio, KClO3, se descompone en cloruro de potasio, KCl, y oxígeno. Calcula la masa de oxígeno que se obtiene al descomponerse 86.8 g de clorato de potasio por la acción del calor. - + $M(\mathrm{K}) = 39.1\thinspace\mathrm{g/mol}$; $M(\mathrm{Cl}) = 35.5\thinspace\mathrm{g/mol}$; $M(\mathrm{O}) = 16\thinspace\mathrm{g/mol}$. --- @@ -151,11 +151,16 @@ $$ --- Calculamos las **masas molares** de todos los compuestos químicos involucrados, en este caso el KClO3 y el O2: -\begin{align*} + +{{% math width="100%" %}} +$$ +\begin{aligned} M(\mathrm{KClO_3}) &= M(\mathrm{K}) + M(\mathrm{Cl}) + 3\cdot M(\mathrm{O}) \\\\ &= 39.1\thinspace\mathrm{g/mol} + 35.5\thinspace\mathrm{g/mol} + 3\cdot 16\thinspace\mathrm{g/mol} = 122.6\thinspace\mathrm{g/mol} \\\\ M(\mathrm{O_2}) &= 2\cdot M(\mathrm{O}) = 2\cdot 16\thinspace\mathrm{g/mol} = 32\thinspace\mathrm{g/mol} -\end{align*} +\end{aligned} +$$ +{{% /math %}} --- @@ -236,11 +241,11 @@ $$ T(\mathrm K) = T(^\circ\mathrm C) + 273 $$ ---- +--- -En caso de trabajar en el SI, la constante de los gases ideales toma el valor $R=8.314\thinspace\frac{\mathrm{J}}{\mathrm{mol\thinspace K}} = 8.314\thinspace\frac{\mathrm{kPa\thinspace L}}{\mathrm{mol\thinspace K}}$. - ---- +En caso de trabajar en el SI, la constante de los gases ideales toma el valor $R=8.314\thinspace\frac{\mathrm{J}}{\mathrm{mol\thinspace K}} = 8.314\thinspace\frac{\mathrm{kPa\thinspace L}}{\mathrm{mol\thinspace K}}$. + +--- ### Ejemplo Calcula el volumen de hidrógeno, medido a $25\thinspace\mathrm{^\circ\mathrm C}$ y $0.98\thinspace\mathrm{atm}$, que se desprende al hacer reaccionar $41.4\thinspace\mathrm g$ de sodio en agua: @@ -260,9 +265,9 @@ La ecuación nos la dan ya **escrita** y **ajustada**. Notar las letras entre pa --- -Calculamos lo primero las **masas molares** de los compuestos involucrados: +Calculamos lo primero las **masas molares** de los compuestos involucrados: \begin{align*} - M(\mathrm{Na}) &= 23\thinspace\mathrm{g/mol}\text{ (me lo daban como dato)} \\\\ + M(\mathrm{Na}) &= 23\thinspace\mathrm{g/mol}\text{ (me lo daban como dato)} \\\\ M(\mathrm{H_2}) &= 2\cdot M(\mathrm{H}) = 2\cdot 1\thinspace\mathrm{g/mol} = 2\thinspace\mathrm{g/mol} \end{align*} @@ -294,7 +299,7 @@ T(\mathrm K) &= T(^\circ\mathrm C) + 273 \\\\ Despejamos el volumen $V$: $$ V = \frac{nRT}{p} = \frac{0.9\thinspace\mathrm{mol} \cdot 0.082\thinspace\frac{\mathrm{atm\thinspace L}}{\mathrm{mol\thinspace K}}\cdot 298\thinspace\mathrm{K}}{0.98\thinspace\mathrm{atm}} = 22.4\thinspace\mathrm{L_\mathrm{H_2}} -$$ +$$ {{% /section %}}