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Reacción química

Una reacción química, cambio químico o fenómeno químico, es todo proceso termodinámico en el cual una o más sustancias (llamadas reactantes), por efecto de un factor energético, se transforman, cambiando su estructura molecular y sus enlaces, en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro de forma natural, o una cinta de magnesio al colocarla en una llama se convierte en óxido de magnesio, como un ejemplo de reacción inducida.

A la representación simbólica de las reacciones se les llama ecuaciones químicas.

Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar según cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reacción química. Estas cantidades constantes, las magnitudes conservadas, incluyen el número de cada tipo de átomo presente, la carga eléctrica y la masa total.

Fenómeno químico

Se llama fenómeno químico a los sucesos observables y posibles de ser medidos en los cuales las sustancias intervinientes "cambian" su composición química al combinarse entre sí. A nivelsubatómico las reacciones químicas implican una interacción que se produce a nivel de los electrones de los átomos (enlace químico) de las sustancias intervinientes.

En estos fenómenos, no se conserva la sustancia original, se transforma su materia, manifiesta energía, no se observa a simple vista y son irreversibles en su mayoría.

La sustancia sufre modificaciones irreversibles, por ejemplo: Un papel al ser quemado no se puede regresar a su estado original. Las cenizas resultantes fueron parte del papel original, y han sido alteradas químicamente.

Véanse también: Combustión y Corrosión.

[editar]Tipos de reacciones

Categoría principal: Reacciones químicas.

Los tipos de reacciones comunes a la química orgánica e inorgánica son: Ácido-base (neutralización), combustión, solubilización, reacciones redox y precipitación.

Desde un punto de vista de la física se pueden postular dos grandes modelos para las reacciones químicas: reacciones ácido-base (sin cambios en los estados de oxidación) y reacciones Redox (con cambios en los estados de oxidación). Sin embargo, podemos clasificarlas de acuerdo a el tipo de productos que resulta de la reacción. En esta clasificación entran las reacciones de síntesis (combinación), descomposición, de sustitución simple, de sustitución doble:

Nombre Descripción Representación Ejemplo

Reacción de síntesis

Elementos o compuestos sencillos que se unen para formar un compuesto más complejo.

La siguiente es la forma general que presentan este tipo de reacciones: A+B → AB

Donde A y B representan cualquier sustancia química.

Un ejemplo de este tipo de reacción es la síntesis del cloruro de sodio: 2Na(s) + Cl2(g) → 2NaCl(s)

Reacción de descomposición Un compuesto se fragmenta en elementos o compuestos más sencillos. En este tipo de reacción un solo reactivo se convierte en zonas o productos. AB → A+B

Donde A y B representan cualquier sustancia química.

Un ejemplo de este tipo de reacción es la descomposición del agua: 2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)

Reacción de desplazamiento o simple sustitución Un elemento reemplaza a otro en un compuesto. A + BC → AC + B

Donde A, B y C representan cualquier sustancia química.

Un ejemplo de este tipo de reacción se evidencia cuando el hierro(Fe) desplaza al cobre(Cu) en el sulfato de cobre (CuSO4): Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

Reacción de doble desplazamiento o doble sustitución Los iones en un compuesto cambian lugares con los iones de otro compuesto para formar dos sustancias diferentes. AB + CD → AD + BC

Donde A, B, C y D representan cualquier sustancia química.

Veamos un ejemplo de este tipo de reacción: NaOH + HCl → NaCl + H2O

[editar]Reacciones de la química orgánica

Artículo principal: Reacción orgánica.

Respecto a las reacciones de la química orgánica, estas pueden ser muy impredecibles ante los cambios realizados en la masa nos referimos a ellas teniendo como base a diferentes tipos decompuestos como alcanos, alquenos, alquinos, alcoholes, aldehídos, cetonas, etc. que encuentran su clasificación y reactividad o propiedades químicas en el grupo funcional que contienen y este último será el responsable de los cambios en la estructura y composición de la materia. Entre los grupos funcionales más importantes tenemos a los dobles y triples enlaces y a los gruposhidroxilo, carbonilo y nitro.

Véase también: Mecanismos de reacción.

[editar]Rendimiento de una reacción

Artículo principal: Rendimiento químico.

La cantidad de producto que se suele obtener de una reacción química, es menor que la cantidad teórica. Esto depende de varios factores, como la pureza del reactivo, las reacciones secundarias que puedan tener lugar,es posible que no todos los productos reaccionen,la recuperación del 100% de la muestra es prácticamente imposible.

El rendimiento de una reacción se calcula mediante la siguiente fórmula:

Reacciones químicas en los seres vivos

La vida supone un trasiego ininterrumpido de materia y energía; el organismo renueva de forma

continua sus materiales, aunque manteniendo su estructura y funciones gracias a la multiplicidad

de reacciones químicas interdependientes. Un sistema vivo es poco sensible a las perturbaciones

del exterior porque toda su organización interna coopera en su estabilidad.

En el cuerpo humano se producen decenas de miles de procesos químicos bajo unas condiciones

muy suaves -presión atmosférica normal y temperatura casi constante de 37’ C- pero con una

efectividad del cien por cien. Desde el punto de vista químico estos procesos son extraordinarios e

irreproducibles en un laboratorio. La explicación a este milagro hay que buscarla en las enzimas,

proteínas con una capacidad catalítica inmejorable. Estas sustancias se unen a determinadas

moléculas (sustrato) provocando en ellas cambios químicos con requerimientos muy bajos de

energía y a una velocidad asombrosa.

Como todo catalizador, las enzimas actúan reduciendo la barrera de la energía de activación, pero

llegan a aumentar la velocidad del proceso hasta un millón de veces. La mayoría de las enzimas

catalizan exclusivamente un tipo particular de reacción. Por ello es necesario un gran número de

proteínas con capacidad catalítica; se han identificado más de dos mil enzimas diferentes, todas

ellas con aspecto globular.

La estructura de las enzimas es decisiva en su comportamiento. El sustrato encaja en un sitio

específico de la enzima -el llamado centro activo- de modo que sus grupos reactivos quedan

dispuestos en la posición idónea para ser atacados por los grupos vecinos. La reacción ya no

ocurre por colisiones al azar sino por una perfecta orientación de los grupos reaccionantes.

También tiene mucho que ver la estructura con la especificidad. Un gran número de enzimas sólo

reconocen determinadas moléculas de sustrato, evidentemente las que encajan en el centro

activo. La selectividad enzimática llega a tal extremo que le permite distinguir entre las imágenes

especulares de los estereoisómeros, que es otra característica exclusiva de la vida. Los centros

activos de la enzima son como un guante en el que sólo encajan los isómeros de una mano, que

serán metabolizados de forma exclusiva, o al menos con más rapidez. Esto también explica el

hecho de que todos los compuestos orgánicos del carbono sean elaborados de forma asimétrica

por los seres vivos, mientras que en el laboratorio siempre se obtiene la mezcla equimolecular de

ambos estereoisómeros.

Fotosíntesis

Imagen que muestra la distribución de la fotosíntesis en el globo terráqueo; mostrando tanto la llevada a cabo por el fitoplanctonoceánico como por la vegetación terrestre.

Fotosíntesis oxigénica y anoxigénica.

La fotosíntesis (del griego antiguo φώτο [foto], ‘luz’, y σύνθεσις [síntesis], ‘composición’) es la conversión de materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía que aporta la luz. En este proceso la energía luminosa se transforma en energía químicaestable, siendo el adenosín trifosfato (ATP) la primera molécula en la que queda almacenada esa energía química. Con posterioridad, el ATP se usa para sintetizar moléculas orgánicas de mayor estabilidad. Además, se debe de tener en cuenta que la vida en nuestro planeta se mantiene fundamentalmente gracias a la fotosíntesis que realizan las algas, en el medio acuático, y las plantas, en el medio terrestre, que tienen la capacidad de sintetizar materia orgánica (imprescindible para la constitución de los seres vivos) partiendo de la luz y la materia inorgánica. De hecho, cada año los organismos fotosintetizadores fijan en forma de materia orgánica en torno a 100.000 millones de toneladas de carbono.1 2

Los orgánulos citoplasmáticos encargados de la realización de la fotosíntesis son los cloroplastos, unas

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