Reacciones de descomposición térmica: definición y ecuación

Calor

Aquí tienes un acertijo. ¿Qué se usa en la mayoría de las recetas, pero no se come? La respuesta es … ¡calor! El calor se puede usar simplemente para calentar la comida, lo cual es un cambio físico. Suficiente calor puede cambiar químicamente los alimentos, lo cual es un cambio químico. Piense en la diferencia de sabor entre un trozo de pan caliente y un trozo de pan quemado. El pan quemado es el resultado del calor que provoca un cambio químico.

La energía térmica es el nivel de movimiento de las moléculas en un material. Cuando las moléculas se mueven, se frotan entre sí y la fricción entre ellas genera calor, que puede transferirse de una sustancia a otra. Cuanto más extenso es el movimiento de las moléculas, más calor se genera.

Las reacciones de descomposición implican que una sola sustancia se separe en múltiples compuestos o elementos. Veamos cómo el calor puede descomponer sustancias física y químicamente.

Descomposición física

La descomposición física es cuando se separan sustancias que están físicamente adheridas. Veamos un ejemplo.

Hidrato de sulfato de cobre (II)

El sulfato de cobre (II) hidratado es un cristal azul. La palabra “hidratado” significa que las moléculas de agua están unidas físicamente a un compuesto. En el caso del sulfato de cobre (II) hidratado hay cinco moléculas de agua unidas y su fórmula es CuSO 4 • 5H 2 O.

El sulfato de cobre (II) hidratado es un cristal azul con moléculas de agua unidas físicamente al compuesto.

Veamos la ecuación de la descomposición física de esta sustancia.

CuSO 4 • 5H 2 O (s) + calor → CuSO 4 (s) + 5H 2 O (g)

El sulfato de cobre (II) sin las moléculas de agua unidas físicamente es un sólido blanco. Se puede rehidratar simplemente agregando agua, lo que lo volverá azul nuevamente. Cuando se agrega agua al sulfato de cobre (II), se libera calor, lo que hace que esta sea una reacción física reversible.

CuSO 4 (s) + 5H 2 O (g) → CuSO 4 • 5H 2 O (s) + calor

Descomposición química

La energía térmica también puede romper compuestos químicamente, un proceso llamado descomposición química .

Carbonato de cobre (II)

El carbonato de cobre (II) es un compuesto iónico con la ecuación química CuCO 3 . Es un compuesto verde.

El carbonato de cobre (II) es un compuesto verde

Cuando se calienta, se descompone en óxido de cobre (II) (un sólido negro) y gas dióxido de carbono.

CuCO 3 (s) + calor → CuO (s) + CO 2 (g)

El carbonato de cobre (II) puede calentarse para descomponerse en óxido de cobre (II), un sólido negro

Permanganato de potasio

El permanganato de potasio es un compuesto iónico con la fórmula química KMnO 4 . Cuando se calienta, se descompone en manganato de potasio, óxido de magnesio y gas oxígeno.

2KMnO 4 (s) + calor → K 2 MnO 4 (s) + MnO 2 (s) + O 2 (g)

Observe que ambos lados de la ecuación tienen el ion MnO 4 . Son diferentes aunque se vean iguales. La diferencia es el estado de oxidación del manganeso. El estado de oxidación es la carga eléctrica de un ion.

El manganeso en el permanganato de potasio tiene el estado de oxidación +7 y el manganeso en el manganato de potasio tiene el estado de oxidación +6. Esta es la razón por la que se necesitan dos iones de potasio en el manganato de potasio y solo uno en el permanganato de potasio.

Los subíndices se multiplican por los superíndices para obtener el cargo neto. Todos los cargos deben cancelarse.

Se requiere oxígeno para quemar. Se puede realizar una prueba simple para demostrar la presencia de gas oxígeno, que se produce en esta reacción. Una tablilla de madera se puede prender fuego y soplar. Con la punta de la férula de madera aún roja, se puede colocar en el tubo de ensayo donde se está produciendo la reacción de descomposición y la férula se volverá a encender.

Resumen de la lección

Revisemos. La energía térmica es el nivel de movimiento de las moléculas en un material. El calor es la transferencia de energía térmica causada por la fricción de moléculas en movimiento o en vibración. Pueden ocurrir reacciones de descomposición con algunos compuestos mediante la adición de energía térmica.

La descomposición física es cuando se separan sustancias que están físicamente adheridas. Los compuestos hidratados tienen moléculas de agua unidas físicamente a ellos. Las moléculas de agua se desprenden físicamente del compuesto cuando el compuesto se calienta, como en el sulfato de cobre (II) hidratado. El compuesto se puede rehidratar agregando agua. CuSO 4 • 5H 2 O es un hidrato.

La descomposición química ocurre cuando las sustancias se separan químicamente.

• El carbonato de cobre (II) (CuSO 4 ) se descompondrá químicamente en óxido de cobre (II) (CuO) y gas dióxido de carbono (CO 2 ).
• El permangante de potasio (KMnO 4 ) se descompondrá químicamente cuando se calienta en manganato de potasio (KMnO 4 ), óxido de manganeso (MnO 2 ) y gas oxígeno (O 2 ). El ion manganeso en permangante tiene un estado de oxidación +7, que es su carga eléctrica. El ion manganeso en el manganato tiene un estado de oxidación de +6.

Una férula de madera previamente encendida se volverá a encender en presencia de gas oxígeno generado por la descomposición térmica del permanganato de potasio.