Es muy importante conocer los factores que afectan a la velocidad de las reacciones químicas. En la mayoría de los casos interesa acelerar las reacciones químicas, como ocurre en la fabricación industrial de productos, en la curación de una herida o una enfermedad, o en el crecimiento de las plantas. Pero también hay casos en los que lo que interesa es retardar una reacción perjudicial, como, por ejemplo, la corrosión del hierro y otros metales, la putrefacción de alimentos, la caída del cabello, etc.
Actividad 7.1 La síntesis de NaCl
Observa en el vídeo la reacción entre el gas cloro amarillento (molécula diatómica) que hay en el matraz con el sodio metálico que se introduce después.
a) Escribe la ecuación de la reacción producida, indicando los estados físicos de las sustancias implicadas.
b) La reacción no se produce hasta que se añade agua. Recuerda la reacción entre el sodio y el agua. ¿Se te ocurre alguna razón?
c) ¿Qué manifestaciones energéticas provoca la reacción del cloro con el sodio?
d) Cuando se produce ¿la reacción es rápida o lenta? ¿Endo o exotérmica?
Actividad 7.2 La disolución del cinc
Se trata de ver cómo puedes conseguir que el cinc (Zn) se disuelva por acción del ácido clorhídrico (HCl) con la mayor rapidez posible, formándose cloruro de cinc (ZnCl2) disuelto en agua y gas hidrógeno (H2). Vas a investigar el efecto en la reacción tanto de la concentración de los reactivos como de la temperatura.
Dispones de una gradilla con tubos de ensayo, de balines de magnesio, de disolución de HCl concentrada y diluida y de un mechero bunsen para calentar.
Sigue rigurosamente las instrucciones que te den para realizar las experiencias, sobre todo para calentar tubos de ensayo.
a) Escribe la ecuación de la reacción producida, indicando los estados físicos de las sustancias que intervienen.
b) Coloca unos balines de cinc en dos tubos de ensayo, y añade a uno de ellos ácido diluido y al otro ácido concentrado. ¿Cómo influye la concentración de los reactivos en la velocidad de la reacción?
c) Toca el tubo de ensayo con cuidado. ¿La reacción es endo o exotérmica?
d) Calienta suavemente el tubo de ensayo que tiene el ácido diluido. ¿Cómo influye la temperatura en la reacción?
e) Según el modelo de partículas de la materia, recuerda que para que las partículas reaccionen deben chocar unas con otras. Justifica las variaciones de velocidad observadas .
Actividad 7.3 En la cocina
a) Las verduras se hierven durante unos minutos para que se puedan comer. En las ollas normales el agua hierve a 100 ºC y hervir unas judías suele durar unos 20 minutos. Sin embargo, si se utiliza una olla a presión, con 3 o 4 minutos es suficiente. ¿Cuál crees que es la razón?
b) Los alimentos se pudren debido a reacciones químicas con el oxígeno del aire, entre otras razones. Justifica: b1) por qué algunos alimentos se envasan al vacío; b2) por qué se conservan en el frigorífico.
Actividad 7.4 El agua oxigenada
El agua oxigenada se descompone muy lentamente en agua y oxígeno. Pero si se añade una sustancia como el dióxido de manganeso, la reacción es muy rápida. En el vídeo puedes ver el proceso.
a) Escribe y ajusta la ecuación de la reacción.
b) ¿De qué son las burbujas? Explica por qué se activa la combustión de la cerilla.
c) ¿Te parece que se gasta el dióxido de manganeso? Para comprobarlo añade a un tubo de ensayo un poco de agua oxigenada comercial (de la que se utiliza en casa para limpiar heridas) y unos granos de dióxido de manganeso. ¿Puedes responder ahora a la pregunta planteada?
d) Cuando utilizas agua oxigenada para limpiar una herida también se forman burbujas de oxígeno, que es el agente desinfectante. Investiga en la web por qué se descompone el agua oxigenada en esas condiciones.
e) Si guardas durante mucho tiempo una botella de oxigenada mal cerrada, al ir a utilizarla ya no sirve. Sugiere alguna razón.
Importante
Las reacciones son más rápidas cuanto mayor es la concentración de los reactivos y mayor es la temperatura.
Hay sustancias que aumentan la velocidad de una reacción concreta sin gastarse en el proceso: son los catalizadores.
