Reaccions Químiques: Conceptes Fonamentals i Tipus

Reaccions Químiques

Una reacció química és aquell canvi en què canvia la naturalesa de la substància i les seves propietats. Les substàncies inicials s'anomenen reactius. Un cop es produeix la reacció, apareixen els productes (resultat de la reacció química).

Característiques de les Reaccions Químiques

• En les reaccions químiques es conserva la massa.
• En totes les reaccions químiques hi ha intercanvi d'energia amb el medi:
  • Reaccions exotèrmiques: alliberen energia.
  • Reaccions endotèrmiques: absorbeixen energia.

Massa Atòmica i Massa Molar

Massa atòmica: és la massa d'un àtom.

Massa molar: és la massa (pes) d'un mol de substància.

Mol: un mol és la quantitat de substància que conté tantes unitats elementals (àtoms, molècules, ions...) com àtoms hi ha en 12 g de carboni-12 (aproximadament 6,022 x 10²³ unitats, el nombre d'Avogadro, N_A).

Relació entre Massa, Mols i Partícules

Grams ↔ (Massa Molar) ↔ Mols ↔ (Nombre d'Avogadro, N_A) ↔ Àtoms, Molècules, Ions

Càlculs de Mols en Gasos

1 mol de qualsevol gas ideal en condicions normals (CN: 0 °C i 1 atm) ocupa un volum de 22,4 L (1 L = 1 dm³).

Relació entre Volum, Mols i Partícules (Gasos en CN)

Volum (L) ↔ (22,4 L/mol) ↔ Mols ↔ (N_A) ↔ Àtoms, Molècules, Ions

Càlcul de Mols en Solucions

Una dissolució (o solució) està formada per:

• Solut: és el component que està en menor quantitat i es dissol.
• Dissolvent: és el component que està en major quantitat i dissol el solut.

Concentració de les Solucions

• Percentatge en massa (% m/m): (grams de solut / grams de solució) * 100
• Percentatge en volum (% V/V): (volum de solut / volum de solució) * 100
• Concentració en massa (g/L): grams de solut / litres de solució
• Molaritat (M): mols de solut / litres de solució

Tipus de Reaccions Químiques

Reaccions de Síntesi

Són la unió de dos o més elements o substàncies per formar un únic compost més complex.

Esquema general: A + B → C

Reaccions de Descomposició

Una substància complexa dona lloc a dues o més substàncies més senzilles (elements o compostos).

Esquema general: A → B + C

Reaccions de Desplaçament Simple

Es produeix quan un element més reactiu substitueix un altre element menys reactiu en un compost.

Esquema general: AB + C → AC + B

Reaccions de Doble Desplaçament (o Intercanvi)

Són les reaccions entre dos compostos, generalment en dissolució, amb intercanvi d'ions o elements, formant dos nous compostos.

Esquema general: AB + CD → AD + CB

Àcids i Bases: El pH

Característiques d'Àcids i Bases

• Àcids:
  • Tenen un gust àcid (agre).
  • Reaccionen amb alguns metalls alliberant hidrogen.
  • Reaccionen amb carbonats (com el marbre) alliberant diòxid de carboni.
  • Envermelleixen el paper indicador universal o de tornassol blau.
• Bases (o àlcalis):
  • Tenen un gust amargant i tacte sabonós.
  • Dissolen els greixos (reacció de saponificació).
  • Poden ser corrosives per a la pell.
  • Ablauen el paper indicador universal o de tornassol vermell.

Definicions Simplificades

• Un àcid és una substància capaç de cedir protons (H⁺) (definició de Brønsted-Lowry) o d'acceptar un parell d'electrons (definició de Lewis).
• Una base és una substància capaç d'acceptar protons (H⁺) (definició de Brønsted-Lowry) o de cedir un parell d'electrons (definició de Lewis).

Com Mesurem el pH?

El pH és una mesura de l'acidesa o basicitat d'una dissolució aquosa. El podem mesurar de forma aproximada amb paper indicador de pH (o paper de tornassol, indicador universal), que canvia de color en funció del pH. Comparant el color amb una escala, podem determinar el valor del pH. Per a mesures més precises s'utilitza un aparell anomenat pH-metre.

Reaccions de Neutralització

Són reaccions entre un àcid i una base. Quan reaccionen, generalment es neutralitzen mútuament formant una sal i aigua.

Esquema general: Àcid + Base → Sal + Aigua