Introdrucción
En la cotidianidad ocurren muchas reacciones químicas, como la fermentación, la combustión, oxidación de metales, entre otras.
En todas se producen de combinar sustancias iniciales denominadas reactivos o sustancias reactantes, que se transforman en otras sustancias denominadas productos o sustancias resultantes con propiedades diferentes a las sustancias iniciales.
Las reacciones químicas suelen clasificarse de acuerdo con la variedad de cambios químicos en cuatro tipos de reacciones: combinación, descomposición, desplazamiento, y doble desplazamiento o descomposición.
También es posible clasificarlas como exotérmicas o endotérmicas, dependiendo de si en la reacción se libera o consume energía.
Las reacciones químicas suelen ser consideradas como sistemas termodinámicos, ya que implican transferencia de energía que se lleva a cabo del sistema al entorno o en sentido inverso.
Si la reacción se libera energía del sistema al entorno se le denomina exotérmica. La combustión de la madera es un claro ejemplo de este tipo de reacción. Una vez encendida la madera, la reacción genera una energía térmica que es utilizada para diversos propósitos: cocinar, calefacción, iluminar entre otros.
Por otra parte, si la reacción necesita cierta cantidad de energía del entorno al sistema, se le denomina endotérmica. Por ejemplo, la descomposición del agua en oxigeno e hidrogeno es una reacción endotérmica, porque esta no ocurre al menos que se le suministre energía, como se observa en la figura una corriente eléctrica que circula a través del agua. Este proceso se llama electrolisis.
Reacción endotérmica: electrolisis del agua
¿Qué es una reacción química?
Es el proceso por el cual una o mas sustancias llamadas reactivos, se transforma en una o mas sustancias con propiedades diferentes llamados productos.
¿Como se evidencia que ha ocurrido una reacción química?
Cuando reaccionan dos o mas sustancias y se observa un cambio, tales como: cambio de color, cambio de temperatura, desprendimiento de un gas, formación de un precipitado, desaparición de color, entre otros.
¿Qué son las ecuaciones químicas?
Son una representación escrita o gráfica de una reacción química por medio de símbolos químicos y otros simbolos, como se describen en el siguiente manera:
aA + bB ===> cC + dD
Donde A y B son los reactivos, C y
D son los productos; a, b ,c y d son los coeficientes estequiométricos o moles de cada sustancia en la
ecuación que usan para balancear la ecuación según la Ley de la masa y la Ley
de las proporciones definidas. El símbolo à significa «para
dar» y el positivo significa «con
o y». La ecuación anterior se lee como: A
con B para dar C y D.
Otro ejemplo seria la ecuación de la reacción de la fotosíntesis.
6CO2 + 6H2O =====> C6H12O6 + 6O2
Donde se lee como 6 moles de dióxido de carbono con 6 moles de agua para dar un mol de azúcar y 6 moles de oxigeno. Los números pequeños son los subíndices de cada sustancia según su formula.
Además de considerar los reactivos y productos se emplean otros símbolos que aportan información: si se produce un gas, se suele indicar con una flecha hacia arriba, o si se forma u precipitado con una flecha apuntado hacia abajo. En la tabla siguiente se presenta un resumen de los símbolos mas utilizados en la ecuaciones químicas.
¿Qué es el mol?
Es una unidad de cantidad de sustancia que implica un número definido de partículas de tamaño infinitesimal, como átomos, moléculas u otras. Un mol contiene el mismo número de átomos que hay exactamente en 12 g de carbono -12, el cual se denomina como número de Avogadro (NA), cuyo valor es 6,02 x 10^23; por lo que un mol de cualquier sustancia siempre contiene 6,02 x 10^23.
Tipos de reacciones químicas
Reacción de combinación
Es la unión de dos elementos o compuestos químicos para forma uno solo, por ejemplo en la reacciones de los óxidos, los hidróxidos, los hidruros, los hidracidos y los oxiacidos.
Reacción de descomposición
Es la separación de un reactivo en dos o mas productos, como la que experimentan algunos óxidos básicos, nitratos y cloratos alcalinos.
Se lee: 2 moles Oxido mercurico solido que se descompone para dar 2 moles mercurio liquido mas oxigeno gaseoso que se desprende.
Reacción de desplazamiento
Un elemento reemplaza a otro (generalmente un metal) en un compuesto binario o terciario, para obtener dos productos: un elemento y un compuesto; tales como: las sales binarias o terciarias a partir de un metal o un ácido.
Se lee: 2 moles de Hierro solido mas 6 moles de ácido clorhídrico acuoso para dar 2 moles de cloruro de férrico mas 3 moles de hidrógeno gaseoso que se desprende.
Reacción de doble desplazamiento o doble descomposición
En esta reacción dos compuesto originales se descomponen para dar dos compuestos diferentes como producto, es decir que la ubicación de los elementos metálicos es diferentes en reactivo y productos. Se observa en sales binarias y terciarias generalmente a partir de la reacciones ácido - base.
Se lee: un mol de nitrato de plata acuoso mas un mol de ácido clorhídrico acuoso para dar un precipitado de un mol de cloruro de plata mas un mol ácido nítrico acuoso ambos.
