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Quimica 3° · 2024
Libro de Química 3 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

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Velocidad de reacción y propiedades físicas de los metales

📄 ejercicios quimica 🎓 bachillerato · 3° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

4: naturaleza/reactividad del metal (Na más reactive que Ca); además temperatura, concentración, superficie de contacto y catalizadores. 5: temperatura (calentamiento global) y concentración de gases contaminantes. 6: a) inercia química; b) oxidación/corrosión; c) maleabilidad; d) ductilidad.

📚 exercise quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 5 min lectura

Solución — Página 71

Quimica 3° · 2024

4
Ejercicio 4

Observo las reacciones químicas expuestas a continuación y deduzco qué factores pueden modificar la velocidad de estas reacciones:

2\,\text{Na} + 2\,\text{H}_{2}\text{O} \rightarrow 2\,\text{NaOH} + \text{H}_{2}\quad(\text{reacción química violenta})

\text{Ca} + 2\,\text{H}_{2}\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_{2} + \text{H}_{2}\quad(\text{reacción química lenta})

  1. Comparo los dos reactivos metálicos: el sodio (Na) pertenece al grupo 1 y tiene una energía de ionización muy baja, por lo que cede sus electrones con mucha facilidad; el calcio (Ca), del grupo 2, es menos electropositivo.
  2. Al ser más reactive, el Na desprende el hidrógeno tan rápido que el calor de la reacción enciende el gas: por eso es "violenta"; el Ca reacciona de forma lenta y controlada.
  3. Factor deducido 1: naturaleza (reactividad) de los reactivos, que es el que explica aquí la diferencia observada.
  4. Otros factores que pueden modificar la velocidad en estas reacciones son:
    • Temperatura: al aumentar T, las moléculas chocan con mayor energía y frecuencia; la velocidad aumenta.
    • Concentración (o cantidad) de agua: más concentración de reactivo ⇒ más choques eficaces ⇒ mayor velocidad.
    • Superficie de contacto: el Na cortado en trozos pequeños reacciona más rápido que un bloque, porque aumenta el área expuesta.
    • Catalizadores: sustancias que aceleran la reacción sin consumirse.
Respuesta

El factor principal es la naturaleza (reactividad) del metal: el sodio es mucho más reactive que el calcio, por eso su reacción con agua es violenta y la del calcio es lenta. Además, la velocidad puede modificarse por la temperatura, la concentración de los reactivos, la superficie de contacto y la presencia de catalizadores.

5
Ejercicio 5

Respondo: ¿Cuál es el factor o factores que estimas más importantes y que están alterando las reacciones químicas naturales que ocurren en el ambiente?

  1. Identifico las reacciones naturales del ambiente: corrosión, combustión, fotosíntesis, corrosión de rocas, descomposición de materia orgánica.
  2. El factor que incide sobre casi todas ellas es la temperatura: el aumento global por la emisión de gases de efecto invernadero (\text{CO}_{2}, \text{CH}_{4}) acelera las reacciones de oxidación y descomposición.
  3. Otro factor clave es la concentración de las especies implicadas: la mayor cantidad de \text{O}_{2} y \text{CO}_{2} en la atmósfera y la lluvia ácida (por \text{SO}_{2} y \text{NO}_{x}) aceleran la corrosión de metales y de rocas.
  4. También actúan la contaminación (aporta catalizadores metálicos) y la radiación solar, que aporta energía para iniciar reacciones fotoquímicas (p. ej. la formación de ozono troposférico).

Respuesta orientativa: El factor más importante es la temperatura, ya que el calentamiento global acelera las reacciones naturales de oxidación y descomposición. Le siguen los cambios en la concentración de gases como \text{CO}_{2}, \text{O}_{2} y los contaminantes (\text{SO}_{2}, \text{NO}_{x}), que intensifican la corrosión y la lluvia ácida; la contaminación aporta además catalizadores que modifican la velocidad de estas reacciones.

6
Ejercicio 6

Explico a qué propiedad de los metales corresponde los siguientes hechos:

a
Parte 6.a

El oro y la plata no se oxidan

  1. El oro (Au) y la plata (Ag) son metales nobles: su energía de ionización es alta y no reaccionan fácilmente con el \text{O}_{2} del aire ni con la humedad.
  2. Por eso conservan su brillo y no forman óxidos en condiciones normales.
Respuesta

Corresponde a su inercia química (baja reactividad o carácter noble): son metales poco susceptibles de oxidación.

b
Parte 6.b

La formación de herrumbre en un recipiente de aluminio

  1. En presencia de oxígeno y agua, el metal del recipiente cede electrones y se convierte en ion; el oxígeno se reduce y forma óxido/hidróxido.
  2. El aluminio, aunque forma rápidamente una capa protectora de \text{Al}_{2}\text{O}_{3}, igual se ve afectado por agentes corrosivos (sal, ácidos), y si el recipiente contiene hierro éste se oxida dando el característico color herrumbroso.
Respuesta

Corresponde a la oxidación (corrosión), propiedad de los metales de reaccionar con el oxígeno y el agua cuando están expuestos al ambiente.

c
Parte 6.c

Confección de láminas de oro muy delgadas

  1. El oro es un metal con estructura cristalina en la que los iones se desplazan unos sobre otros al aplicar fuerza, sin que se rompan los enlaces metálicos.
  2. Por eso puede extenderse golpeándolo hasta obtener pan de oro (láminas de apenas micrómetros).
Respuesta

Corresponde a la maleabilidad (capacidad de los metales de laminarse).

d
Parte 6.d

Metales que se estiran en hilos o alambres muy delgados

  1. Al traccionar el metal, los átomos se reordenan en la dirección de la fuerza manteniendo la cohesión.
  2. Así se obtiene el cobre que se usa en cables eléctricos, estirado hasta diámetros muy pequeños.
Respuesta

Corresponde a la ductilidad (capacidad de los metales de estirarse en hilos o alambres).

Contenido de la página

4. Observo las reacciones químicas expuestas a continuación y deduzco qué factores pueden modificar la velocidad de estas reacciones:

2\,\text{Na} + 2\,\text{H}_{2}\text{O} \longrightarrow 2\,\text{NaOH} + \text{H}_{2}\quad(\text{reacción química violenta})

\text{Ca} + 2\,\text{H}_{2}\text{O} \longrightarrow \text{Ca(OH)}_{2} + \text{H}_{2}\quad(\text{reacción química lenta})

5. Respondo: ¿Cuál es el factor o factores que estimas más importantes y que están alterando las reacciones químicas naturales que ocurren en el ambiente?

6. Explico a qué propiedad de los metales corresponde los siguientes hechos:

  • El oro y la plata no se oxidan.
  • La formación de herrumbre en un recipiente de aluminio.
  • Confección de láminas de oro muy delgadas.
  • Metales que se estiran en hilos o alambres muy delgados.

Ejemplos resueltos

Comparar la reacción de Na y de Ca con agua y explicar la diferencia de velocidad.

El Na (grupo 1) pierde su único electrones con mucha facilidad y reacciona violentamente; el Ca (grupo 2) es menos electropositivo y reacciona lenta. El factor determinante es la naturaleza del reactivo.

Tabla

Hecho Propiedad del metal
El oro y la plata no se oxidan Inercia química (baja reactividad)
Formación de herrumbre en un recipiente de aluminio Oxidación (corrosión)
Láminas de oro muy delgadas Maleabilidad
Hilos o alambres muy delgados Ductilidad

Fórmulas y ecuaciones

Velocidad = -\dfrac{\Delta[\text{reactivo}]}{\Delta t}

Ley de Arrhenius: k = A\,e^{-E_{a}/(RT)}

2\,\text{Na} + 2\,\text{H}@@MATH_0@@\text{O} \rightarrow 2\,\text{NaOH} + \text{H}_{2}

\text{Ca} + 2\,\text{H}@@MATH_0@@\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}@@MATH_1@@_{2}

Glosario (6)

Velocidad de reacción
Cambio en la concentración de reactivo o producto por unidad de tiempo.
Inercia química
Poca reactividad de un metal; los metales nobles como Au y Ag no se oxidan con facilidad.
Maleabilidad
Capacidad de un metal de deformarse y extenderse en láminas finas al ser golpeado.
Ductilidad
Capacidad de un metal de estirarse formando hilos o alambres.
Oxidación
Pérdida de electrones de una sustancia; en metales, reacción con oxígeno formando óxidos.
Catalizador
Sustancia que aumenta la velocidad de una reacción sin consumirse en el proceso.

Preguntas para practicar

¿Cuál es el factor o factores que estimas más importantes y que están alterando las reacciones químicas naturales que ocurren en el ambiente?

El factor más importante es la temperatura: el calentamiento global acelera la oxidación y descomposición. También influyen los cambios en la concentración de $\text{CO}_{2}$, $\text{O}_{2}$ y contaminantes como $\text{SO}_{2}$ y $\text{NO}_{x}$, que intensifican la corrosión y la lluvia ácida.

¿Por qué el sodio reacciona violentamente con el agua y el calcio lo hace lentamente?

Por la naturaleza de los reactivos: el sodio es un metal alcalino mucho más reactive que el calcio, cede electrones con mayor facilidad y el calor generado enciende el hidrógeno producido.

Temas y conceptos clave

Factores que modifican la velocidad de reacciónReactivedad de los metales alcalinos y alcalinotérreosPropiedades físicas de los metalesOxidación de metalesnaturaleza de los reactivostemperaturaconcentraciónsuperficie de contactocatalizadorinercia químicaoxidaciónmaleabilidadductilidad
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Preguntas que la gente también hace

¿Qué factores modifican la velocidad de una reacción química?
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¿Por qué el sodio reacciona violentamente con el agua y el calcio no?
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¿Qué diferencia hay entre maleabilidad y ductilidad en los metales?
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📌 Antes de leer esto
  • • Ecuaciones químicas balanceadas
  • • Serie de actividad o reactividad de los metales
  • • Concepto de reacción exotérmica
  • • Diferencia entre propiedades físicas y químicas de los metales
Siguiente tema sugerido
Tipos de reacciones químicas y factores que influyen en la velocidad de reacción (pág. 72)
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  1. Observo las reacciones químicas expuestas a continuación y deduzco qué factores pueden modificar la velocidad de estas reacciones:

2Na + 2H,0 > 2Na0H + H2 (reacción química violenta)

https:sin9.cVfqtxi7

Ca +2H0 >> Ca(OH), +H, (reacción química lenta)

ttpsi/in9.cloza7a

  1. Respondo: ¿Cuál es el factor o factores que estimas mds importantes y que están alterando las reacciones químicas naturales que ocurren en el ambiente?

  2. Explico a qué propiedad de los metales corresponde los siguientes hechos:

( y

e loro y la plata no se oxidan:

X y ( y X y) ( a

e Confección de láminas de oro muy delgadas

Texto de Química

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