Reacciones Químicas

Las sustancias que dan lugar a una transformación química se llaman reactivos y las sustancias que se forman se llaman productos. Para comprender este tipo de fenómeno y su mecanismo, es necesario recurrir a las ecuaciones químicas.

¿Cómo se representan las reacciones químicas?

Las reacciones químicas pueden ser representadas utilizando una flecha que indica la transformación de reactivos en productos.

En estas ecuaciones se coloca el reactivo del lado izquierdo y del lado derecho (separado por una flecha) el o los productos de reacción.

La flecha indica la dirección en la que se desarrolla la reacción. Generalmente, de los reactivos hacia los productos.

los reactivos se transforman en productos

Ejemplo de reacción química:

ejemplo de reaccion quimica

esta ecuación no esta balanceada. Para balancearla se necesitan 2 moles de oxigeno y 2 de agua.

En general se escribe entre paréntesis el estado físico de cada sustancia:

(g) = gas
(s) = solido
(l) = liquido

También existen reacciones reversibles, y se indican con una flecha orientada de izquierda a derecha y debajo, otra flecha en el sentido contrario. Las flechas dobles también son utilizadas para indicar el equilibrio químico.

reaccion-doble-flecha

Tipos de reacciones químicas

Cuando conocemos lo que ocurre en una determinada reacción química, podemos ser capaces de predecir cómo se comportan otras parecidas. Es por eso que es necesario saber cuáles son las reacciones químicas más frecuentes.

Reacciones de descomposición

En este caso una sola sustancia se descompone o se rompe y de esta ruptura se obtienen como producto dos o más sustancias distintas. Como por ejemplo:
2 KClO3 -> 2 KCl + 3O2
En este caso, a partir de un compuesto, obtenemos 2 productos más simples. Generalmente se necesita energía para que ocurra la reacción.

Reacciones químicas de síntesis

En este tipo de reacción, dos o más sustancias se combinan para dar origen a un solo producto. Generalmente en estas reacciones se genera calor, por lo que se dice que son exotérmicas. Un ejemplo de esto es la siguiente reacción:

N2 + 3 H2 2NH3

Para que ocurra este tipo de reacción no es necesario que las sustancias que participan sean del tipo simple, también pueden ser complejas pero el resultado es siempre una sustancia menos simple que las que intervinieron en la reacción.

Reacciones químicas de sustitución sencilla

Se presentan cuando se efectúa un desplazamiento de uno o más átomos de un reaccionante, por uno o más átomos de otro elemento. Son procesos químicos en donde las sustancias que intervienen sufren cambios de su estructura y de esta manera dan origen a otras sustancias. Ejemplo:

Cu + AgNO3 Cu (NO3)2 + Ag

Cabe destacar, que el cambio se da más fácil entre sustancias líquidas o gaseosas, o en una disolución, porque se hallan más separadas lo que permite un contacto más íntimo entre los cuerpos reaccionantes.

Reacciones de doble sustitución o de doble desplazamiento

Existen las reacciones de doble sustitución, las cuales reciben el nombre de doble desplazamiento y ocurren cuando el ion positivo de un compuesto se combina con el ion negativo del otro y viceversa, con este intercambio de átomos entre los reactantes se producen nuevas sustancias. Ejemplo:

AgNO3 (ac) + HCL (ac) HNO3 (ac) + AgCl (s)
Se puede observar que en esta reacción, la plata reemplaza al hidrógeno del ácido para formar cloruro de plata, al mismo tiempo el hidrógeno reemplaza a la plata y se forma ácido nítrico.

Reacciones de combustión

Son las que ocurren cuando un hidrocarburo orgánico, se intercambia con el oxígeno, lo que da como resultado la formación de agua y dióxido de carbono como productos de la reacción y se libera gran cantidad de energía. Ejemplo:
Hidrocarburo + O2 H2O + CO2

Las reacciones de combustión están caracterizadas por estar acompañadas de un aumento de la temperatura y emisión de luz. Son reacciones esenciales para la vida, porque la respiración celular se ubica dentro de este tipo de reacciones químicas.

El volumen del sistema en las reacciones químicas

En una reacción química la variación de volumen se puede producir en dos modos:

  1. Un gran aumento de volumen si se producen sustancias al estado gaseoso a partir de reactivos solidos o líquidos.
    Por ejemplo: las explosiones son causadas por reacciones entre sustancias o mezclas que producen grandes cantidades de gas casi instantáneamente.
  2. Una disminución del volumen se puede verificar si reaccionan sustancias gaseosas que forman productos solidos o líquidos.
    Por ejemplo: la formación de Agua a partir de Hidrogeno y Oxigeno gaseosos.

Reacción química y la masa del sistema: Lavoisier

En todas las reacciones que se producen en sistemas cerrados, es decir donde no hay intercambio de materia con el ambiente, la masa total no cambia.

La ley de la conservación de la masa de Lavoisier dice “En todas las reacciones químicas la masa se conserva, la masa de los reactivos es igual a la masa de los productos

“nada se crea, nada se destruye, todo se transforma”

Ejemplo de la aplicación de la ley de Lavoisier.

Si aumentamos la temperatura de un metal, por ejemplo aluminio, se puede obtener un producto con masa mayor a la del metal inicial. Este aumento de masa se puede explicar sabiendo que el aluminio por calentamiento reacciona con el oxígeno del aire y forma el óxido de aluminio.

Sabiendo la masa final de óxido de aluminio y la masa inicial del metal (aluminio) se puede calcular la masa de oxigeno que participó a la reacción. ¿Cómo? De la siguiente manera:

Si la masa inicial = masa final
masa aluminio + masa oxigeno = masa total de óxido de aluminio
de estas  tres variables conocemos dos; la masa del aluminio y la masa del óxido.
masa total del óxido – masa del aluminio = masa de oxígeno.

Energía en las reacciones químicas

La energía está presente en todas las reacciones químicas y tiene un rol fundamental. Existen reacciones químicas que producen energía y otras que necesitan obtener energía del ambiente para poder ser llevadas a cabo. Las reacciones que producen energía se llaman reacciones exotérmicas o exergónicas, mientras que las reacciones que requieren energía se llaman endotérmicas o endergónicas

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