Reacciones Quimicas

Historia

Las reacciones químicas tales como la combustión en el fuego, la fermentación y la reducción de minerales de metales eran conocidas desde la antigüedad. Teorías iniciales de la transformación de los materiales fueron desarrollados por los filósofos griegos, como la Teoría de cuatro elementos de Empédocles que indica que cualquier sustancia que se compone de los cuatro elementos básicos - fuego, agua, aire y tierra. En la Edad Media, las transformaciones químicas fueron estudiados por los alquimistas. Se trató, en particular, para convertir el plomo en oro, para lo cual se utilizan reacciones de plomo y de plomo-cobre aleaciones con azufre.

La producción de sustancias químicas que no ocurren normalmente en la naturaleza ha sido tratado, tales como la síntesis de los ácidos sulfúrico y nítrico atribuidas a la polémica alquimista Jabir ibn Hayyan. El proceso implicado calentamiento de sulfato y nitrato de minerales tales como sulfato de cobre, alumbre y salitre. En el siglo 17, Johann Rudolph Glauber produce ácido clorhídrico y sulfato de sodio por reacción de ácido sulfúrico y cloruro de sodio. Con el desarrollo de la cámara de proceso de plomo en 1746 y el proceso Leblanc, lo que permite la producción a gran escala de ácido sulfúrico y carbonato de sodio, respectivamente, las reacciones químicas se convirtieron en práctica en la industria. Además de la optimización de la tecnología de ácido sulfúrico se tradujo en el proceso de contacto en la década de 1880, y el proceso de Haber fue desarrollado en 1909/10 para la síntesis de amoniaco.

Desde el siglo 16, los investigadores incluyen Jan Baptist van Helmont, Robert Boyle e Isaac Newton trataron de establecer teorías de las transformaciones químicas observadas experimentalmente. La teoría del flogisto fue propuesto en 1667 por Johann Joachim Becher. Se postula la existencia de un elemento similar al fuego llamado "flogisto", que figuraba en los órganos de combustibles y liberado durante la combustión. Esto resultó ser falsa en 1785 por Antoine Lavoisier quien encontró la explicación correcta de la combustión como la reacción con el oxígeno del aire.

Joseph Louis Gay-Lussac reconoció en 1808 que los gases reaccionan siempre en una cierta relación entre sí. En base a esta idea y la teoría atómica de John Dalton, Joseph Proust había desarrollado la ley de las proporciones definidas, que más tarde dio lugar a los conceptos de estequiometría y ecuaciones químicas.

En cuanto a la química orgánica, se creyó durante mucho tiempo que los compuestos obtenidos de organismos vivos eran demasiado complejos ser obtenidos sintéticamente. De acuerdo con el concepto de vitalismo, la materia orgánica fue dotada con una "fuerza vital" y distinguirse de los materiales inorgánicos. Esta separación se terminó sin embargo por la síntesis de urea a partir de precursores inorgánicos por Friedrich Whler en 1828 - Otros químicos que aportaron importantes contribuciones a la química orgánica incluyen Alexander William Williamson con su síntesis de éteres y Christopher Kelk Ingold, que, entre muchos descubrimientos, establecido los mecanismos de reacciones de sustitución

REACCION QUIMICA

Una reacción química o cambio quimico , es todo proceso termodinámico en el cual una o más sustancias por efecto de un factor energético, se transforman, cambiando su estructura molecular y sus enlaces, en otras sustancias llamadas productos. Los reactantes 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 denomina 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

IMPORTANCIA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS

Estamos rodeados por reacciones químicas; tienen lugar en laboratorios, pero también en fábricas, automóviles, centrales térmicas, cocinas, atmósfera, interior de la Tierra... Incluso en nuestro cuerpo ocurren miles de reacciones químicas en cada instante, que determinan lo que hacemos y pensamos.

De toda la variedad de reacciones posibles, vamos a ver dos: las de neutralización y las de combustión. Pero antes de verlas, es necesario conocer y dominar el concepto de ácido y base.

- Ácidos y bases

Las características de los ácidos y las bases se resumen en el siguiente cuadro:

Ácidos Bases

▪Tienen sabor agrio (ácido). ▪Tienen sabor amargo.

▪Reaccionan con ciertos metales, como Zn, Mg o Fe, para dar hidrógeno ▪Reaccionan con las grasas para dar jabones.

▪Reaccionan con las bases para dar sales ▪Reaccionan con los ácidos para dar sales.

Son sustancias ácidas: el ácido clorhídrico (HCl); el ácido bromhídrico (HBr); el ácido nítrico (HNO3); el ácido carbónico (H2CO3) y el ácido sulfúrico (H2SO4), entre otros Son sustancias básicas el hidróxido de amonio o amoniaco disuelto en agua (NH4OH); y los hidróxidos de los metales alcalinos (LiOH, NaOH, KOH,...) y alcalinotérreos, como el Ca(OH)2, y Mg(OH)2, entre otros

Para distinguir si una sustancia es ácida o básica, se utiliza la escala de pH, comprendida entre el 1 y el 14:

Si una sustancia tiene un pH igual a 7, se dice que es neutra, ni ácida ni básica (por ejemplo, el agua pura).

Si una sustancia tiene un pH menor que 7, tiene carácter ácido.

Si una sustanica tien un pH mayor que 7, tiene carácter básico.

En los laboratorios y aquellos otros lugares donde es necesario determinan esta propiedad (como en un análisis de agua potable, por ejemplo), se utiliza un indicador ácido-base, que es una sustancia que presenta un color distinto según sea el pH del medio. Algunos ejemplos se muestran en las dos tablas siguientes:

Indicadores Color en medio ácido Color en medio básico

Naranja de metilo Naranja Amarillo

Fenolftaleina Incoloro Rosa

Azul de bromotimol Amarillo Azul

Tornasol Rojo Azul

Neutralización

Cuando entran en reacción un ácido (por ejemplo, HCl) y una base (NaOH), el primero se disocia liberando H+ y Cl-, mientras que el segundo se disocia en Na+ y OH-. Los iones Cl- y Na+ se unen formando una nueva sustancia neutra (en este caso NaCl), llamada sal y los iones H+ y OH- se unen por su parte para forman H2O, es decir, agua.

acido + base → sal + agua

La combustión

La combustión es el proceso químico por el cual una sustancia, llamada combustible, reacciona con el oxígeno. En general, esta reacción es fuertemente exotérmica, desprendiéndose energía en forma de calor, luz o sonido.

Esta reacción no tiene lugar de forma espontánea, sino que, para que comience, ha de aportarse energía a través de una llama o de una chispa eléctrica. Eso si, una vez empezada, continúa por sí sola hasta que se agote el combustible o el oxígeno.

Es una reacción de gran importancia, tanto en la naturaleza como para la actividad humana, ya que es la forma en que los seres vivos y los artefactos humanos obtienen de forma muy mayoritaria su energía. Reacciones de combustión particularmente importantes son:

La combustión del carbono. Su ecuación química es la siguiente: C(s) + O2(g) → CO2(g). El producto es dióxido de carbono y se desprende energía lumínica y calorífica. Cuando esta reacción tiene lugar con poco oxígeno, la reacción es entonces: C(s) + ½O2(g) → CO(g), formándose monóxido de carbono, un gas venenoso y muy peligroso.

La combustión de hidrocarburos (compuestos cuya base es carbono e hidrógeno). En esta reacción se forma CO2 y vapor de agua. Es la reacción que tiene lugar en la combustión de los combustibles fósiles (carbón y petróleo), fuente básica de obtención de energía en nuestra sociedad. Un ejemplo de esta reacción es la combustión del metano:

CH4(g) + 2O2(g) → CO2 (g) + 2 H2O (g)

La combustión de la glucosa en el cuerpo humano. La glucosa, procedente de la digestión de ciertos alimentos o de la transformación de otras sustancias, reacciona con el oxígeno presente en las células, produciendo CO2, agua y liberando energía. Esta reacción es lo que se conoce como respiración, cuya importancia no es necesario recordar.

Un punto importante a destacar, es que los productos de la combustión, fundamentalmente el dióxido de carbono, tienen una gran incidencia cuando son liberados al medio ambiente, ya que este gas es el que produce mayor efecto invernadero

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