Reacciones químicas: La teoría atómica de Dalton

Introducción

Una reacción química es un proceso mediante el cual una o más sustancias se transforman en otra u otras diferentes. No hay que confundirlo con un proceso físico, donde los cambios que tienen lugar no hacen que la sustancia se transforme variando su composición. Un ejemplo de proceso físico son los cambios de estado. El agua sigue siendo agua aunque esté en forma de nube o de hielo. En cambio, cuando quemamos azúcar en el laboratorio éste desaparece y aparece en su lugar gases y una pasta negra. Ni la pasta ni los gases son azúcar, por mucho que los hagas cambiar de estado. Es una reacción química.

En este vídeo se aprecían algunas reacciones químicas y dos procesos físicos (la destilación y la filtración).

Sabemos que ha ocurrido una reacción química por que se producen una serie de cambios en las sustancias que se transforman en ellas. Que cambie el color, el que aparezca un precipitado (aparezca un sólido en medio de un líquido), que se forme un gas…  pueden ser pruebas de que sucede una reacción química. Muchas de ellas producen o gastan energía para suceder. Por ejemplo, la combustión de la gasolina produce energía para mover los coches, y para convertir un trozo de carne en un filete tenemos que darle energía a través del fuego de la sartén.

Para que dos sustancias reaccionen, han de estar en contacto. Pero todas las sustancias que están en contacto no tienen por qué reaccionar. Por ejemplo, sabemos que el agua es un compuesto formado por los elementos hidrógeno y oxígeno, pero si coges una botella de oxígeno y otra de hidrógeno y las juntas en otra botella, obtendrás una mezcla de esas sustancias, no agua. Veamos qué dijo Dalton con su teoría atómica antes de explicar lo que son compuestos, mezclas o elementos.

La teoría atómica de Dalton

John Dalton fue un científico inglés que estudió las reacciones químicas a principios del siglo XIX.  Con su teoría atómica trató de explicar lo que vió en sus experimentos de laboratorio. Los postulados de Dalton son:

  1. La materia está formada por átomos indivisibles
  2. Los átomos son invariables
  3. Los elementos están formados por átomos iguales: tienen la misma masa y las mismas propiedades químicas
  4. Los átomos de diferentes elementos tienen masas y propiedades químicas distintas
  5. Los compuestos químicos están formados por la combinación de átomos de dos o más elementos diferentes
  6. Cuando dos o más átomos de distintos elementos se combinan para formar un mismo compuesto, lo hacen en una relación de números enteros sencillos.
  7. En las reacciones químicas, los átomos ni se crean ni se destruyen, sólamente cambian su distribución para dar lugar a nuevas sustancias.

figuras-teoria-dalton¿Qué conclusiones se sacan de la lectura de esta teoría?

Veamos unas definiciones que salen de aplicar estos postulados y que hay tener muy claro para comprender este tema:

Átomo: la partícula más pequeña de la que se compone una sustancia. Hay muchos tipos de átomos, todos ellos están recogidos en la tabla periódica. En formulación ya habéis estudiado muchos de ellos. Cada átomo tiene propiedades distintas.

Elemento: Es una sustancia formada por ún único tipo de átomo. Ejemplos de estos son el oxígeno del aire, el mercurio del termómetro, el silicio de los microchips, el cobre de los cables… Si los átomos tienen entre sí propiedades distintas, es lógico pensar que lo mismo ocurre con los elementos, ya que están hechos de un tipo de átomos. Eso es fácil de comprobar; un trozo de plomo puro y un trozo de aluminio puro no pesan igual. El cobre conduce la electricidad, pero el oxígeno no. Esto es causado por que los átomos que los forman son distintos.

Compuesto: Es una sustancia formada por dos o más átomos distintos. El agua o el amoníaco son compuestos, el agua está formada por átomos de oxígeno e hidrógeno, y el amoníaco por nitrógeno e hidrógeno. Según Dalton, los compuestos están formados por cantidades de átomos en relaciones de números enteros sencillos. Esto que suena tan complicado se ve muy fácil en la formulación. ¿Cuál es la fórmula química del agua?

H2O

¿Qué quiere decir esto? Que en la partícula más pequeña de agua que se puede coger hay 2 átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.  Siempre que tengas agua, da igual la cantidad que sea, habrá 2  veces más átomos de hidrógeno que de oxígeno. No existe el H5,13O2,2; no hay compuestos cuya partícula más pequeña esté formada por “pedacitos” de átomo, ya que el átomo no se puede dividir. Los compuestos siempre están formados por átomos enteros, como el Fe2O3, el KOH, el NH3, el CaO, el SO2, el Cl2O5…

Mezcla: Se llama mezcla o disolución a la unión de varias sustancias, ya sean estas sustancias elementos o compuestos. Al contrario que en una reacción química, es posible separar las sustancias que componen una mezcla mediante un proceso físico, como la evaporación o la filtración. Un ejemplo de esto es el agua de mar, donde la sal se puede separar del agua mediante evaporación. El agua de mar no tiene fórmula química por que es una mezcla, sí la tienen los dos compuestos que hay en la mezcla, el agua (H2O) y la sal (NaCl).

-Reacción química: Es la reorganización de los átomos de una o más sustancias para dar lugar a una o más nuevas sustancias. Cuando una sustancia se transforma en una reacción química, no lo hace de cualquier manera. Lo que sucede es que sus componentes más pequeños, los átomos, cambian su número o incluso se intercambian con los de otras sustancias. Las reacciones químicas tienen las sustancias iniciales de las que partimos y las sustancias finales en las que se han transformado. Se escriben poniendo una flecha, a la izquierda de la flecha las sustancias iniciales y a la derecha las finales. Por ejemplo, veamos la electrólisis del agua:

H2O==> H2 + O2

La sustancia inicial es el agua. Las sustancias finales, también llamadas productos, son el hidrógeno y el oxígeno. Lo que ha ocurrido es que los átomos que componen la partícula de agua se han reorganizado, dando lugar a dos elementos. No han aparecido átomos nuevos, ni han desaparecido átomos de los que componen el agua.

ACTIVIDADES

1.¿ Cuáles de estos procesos son cambios físicos y cuáles son químicos?

  • La maduración de una fruta: Químico. La fruta está cambiando su composición como podemos comprobar al cambiar su sabor, se está oxidando con el ambiente.
  • La ebullición del agua: Físico. El agua sigue siendo agua y tiene las mismas propiedades químicas aunque esté en forma de vapor, y si enfriamos ese vapor, volvemos a tener agua líquida.
  • La congelación del agua: Físico, por las mismas razones.
  • La corrosión de un clavo de hierro: Químico. El clavo oxidado tiene una composición distinta y se rompe antes que el clavo original, también cambia de color, que suele ser prueba de que hay reacción química.
  • La combustión de un papel: Químico. El papel quemado cambia su color y sus propiedades. Por ejemplo, ya no se puede escribir en él por que se rompe.
  • Cocer un trozo de carne: Químico. La carne varía su composición, su sabor, su color, su olor… cuando es cocida.
  • La formación del arco iris: Físico. El arcoiris es el reflejo de la luz en el agua, el agua sigue siendo agua aunque haya originado un arco iris.

2. Cuáles de estas afirmaciones son verdaderas o falsas. Relaciónalas con uno de los postulados de la teoría atómica de Dalton.

  • Un átomo de oro pesa distinto que un átomo de plata. Verdadero, cuarto postulado.
  • Todos los átomos de los elementos líquidos son iguales entre sí. Falso, cuarto postulado.
  • Los elementos pueden descomponerse en sustancias más sencillas. Falso, segundo y tercer postulado.
  • Los compuestos pueden descomponerse en sustancias más sencillas. Verdadero, quinto postulado.

3. Si los átomos de una sustancia son todos iguales, ¿de qué sustancia se trata?

De un elemento.

4. ¿Puede existir un compuesto formado por un átomo de una clase y 1,5 átomos de otra clase? Relaciónalo con un postulado de Dalton.

No puede, por que los compuestos están formados por átomos distintos (quinto postulado) y los átomos son invariables (segundo postulado), por lo que se combinan en relaciones de números enteros (sexto postulado).

5. Describe las diferencias entre una mezcla de azufre y limaduras de hierro y la reacción entre el azufre y el hierro para dar el compuesto sulfuro de hierro. Escribe la reacción que ha tenido lugar.

En la mezcla, hay azufre y hierro pero son sustancias distintas. Ambos están en forma de elementos, es decir, azufre puro e hierro puro. Podrías usar un imán para separar el hierro. En la reacción, los átomos de las dos sustancias se unen en un compuesto llamado sulfuro de hierro. Ya no hay dos elementos distintos, si no que hay un único compuesto.

Fe + S ==> FeS

6. Escribe qué hay en cada uno de estos recipientes, elementos, compuestos y/o mezclas:

recipientes

En el primero hay un compuesto,en el segundo hay un elemento, en el tercero hay una mezcla de dos elementos, en el cuarto hay dos compuestos y en el quinto hay un elemento y un compuesto.

ACTIVIDADES PARA CASA

Hoy no hay actividades para casa, pero deberíais ir mirando el trabajo que váis a hacer.

4 comentarios to “Reacciones químicas: La teoría atómica de Dalton”

  1. fiorella lallana Says:

    Que lío de física xD

  2. Lorena Salcedo Torres Says:

    Excelente trabajo (‘:

  3. amarillysjavier@hotmail.com Says:

    es la verdad que dice

  4. R4KK0R Says:

    es quimica :v

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