Reacciones químicas

Reacciones químicas   

A cada momento, a nuestro alrededor y dentro de nosotros mismos suceden reacciones químicas. Nos percatamos de ello porque algo  ”sucede ” y las sustancias cambian su aspecto o sus propiedades.

Un ejemplo cotidiano de una reacción química lo podemos encontrar al encender un cerillo: aparece la flama y conforme pasa el tiempo, se convierte en cenizas. Ha ocurrido, sin duda, una reacción química.

Una reacción química es un cambio donde, a partir de una o más sustancias, se forman otras nuevas, como consecuencia de la ruptura de sus enlaces y la formación de nuevos enlaces. Las sustancias iniciales que intervinieron en una reacción química se llaman reactivos, y las sustancias que se forman, productos.

Las reacciones químicas se representan por medio de ecuaciones químicas, constituidas por fórmulas, símbolos y cantidades estequiométricas a los que llamamos coeficientes.

Si se quiere o necesita indicar el estado en que se encuentran las sustancias que intervienen o si se encuentran en disolución, se puede hacer añadiendo los siguientes símbolos detrás de la fórmula química correspondiente: (s) = sólido, (metal) = elemento metálico, (l) = líquido, (g) = gas, (ac) = disolución acuosa (en agua).

Ejemplo: Cuando se forma el cloruro de sodio, esto es, la sal común, los reactivos originales son sodio y cloro. El sodio es un metal blando, ligero y de color gris, mientras que el cloro es un gas toxico de color verde amarillento que existe en forma de moléculas diatómicas. Cuando entra en contacto un trozo de sodio con una cantidad de gas cloro, la reacción resultante es espectacularmente violenta y el resultado son unos cristales conocidos por todos, ya que los utilizamos para sazonar los alimentos.

La ecuación química del Cloruro de Sodio es:

2Na(s) + Cl2(g) → 2NaCl(s)

 Las abreviaturas (s) y (g) indican el estado de agregación en el que se presentan las sustancias.

 Clasificación general de las reacciones químicas

 Una reacción química es un proceso por el cual una o más sustancias, llamadas reactivos, se transforman en otra u otras sustancias con propiedades diferentes, llamadas productos. En una reacción química, los enlaces entre los átomos que forman los reactivos se rompen. Entonces, los átomos se reorganizan de otro modo, formando nuevos enlaces y dando lugar a una o más sustancias diferentes a las iniciales.

 Por la forma como se originan los productos

-Reacción de adición o combinación. Proceso químico en el que dos o más reactivos forman un solo producto.

Unión de 2 elementos sencillos para formar un compuesto: A + B = C 

Ejemplo:

2H2 + O2 → 2H2O(l)

-Reacción de descomposición. Proceso químico en el que un reactivo forma dos o más productos.

Formación de 2 o más sustancias a partir de un solo compuesto: C= A + B 

Ejemplo:

(NH4)2Cr2O7(s) → Cr2O3(s) + N2(g) + 4H2O(l)

-Reacción de desplazamiento o sustitución simple. Proceso químico en el que un elemento químico más activo desplaza a otro elemento menos activo que se encuentra formando parte de un compuesto. Es la reacción entre una sustancia simple y otra compuesta e intercambian un átomo entre ellas: 

AB + C = A + BC 

 Ejemplo:

2Na(s) + 2H2O(l) → 2NaOH(ac) + H2(g)

-Reacción de doble desplazamiento. Proceso químico en el que dos elementos que se encuentran en compuestos diferentes intercambian posiciones, formando dos nuevos compuestos.

Es la reacción entre dos compuestas e intercambian un átomo para formar dos nuevos compuestos:

 AB + CD = AC + BD 

Ejemplo:

Pb(NO3)2(ac) + 2KI(ac) → 2KNO3(ac) + PbI2(s)

Reacciones según la energía calorífica involucrada

-Reacción exotérmica. Proceso químico que libera energía calorífica hacia el medio que lo rodea.

N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) + Energía ; ΔH < 0                                                                

-Reacción endotérmica. Proceso químico que absorbe energía del medio que lo rodea.

3O2 + Energía → 2O3 ; ΔH > 0

Reacciones según el sentido de la reacción

-Reacciones irreversibles. Proceso químico que ocurre en un solo sentido.

NaCl(ac) + AgNO3(ac) → AgCl(s) + NaNO3(g)

-Reacciones reversibles. Proceso químico que ocurre en ambos sentidos.

H2(g) + I2(s) ⇆ 2HI(g)

Reacciones según la rapidez de reacción

-Reacción lenta. Proceso químico en donde la cantidad de producto formado o la cantidad de reactante consumido por unidad de tiempo es muy pequeña.

4Fe(s) +3O2(g) → 2Fe2O3(s)

-Reacción rápida. Proceso químico en donde la cantidad de producto formado o la cantidad de reactante consumido por unidad de tiempo es muy grande.

HCl(ac) + NaOH(ac) → NaCl(ac) + H2O(l)

Reacciones según el tipo de comportamiento de compuesto o naturaleza de los reactivos

-Reacciones iónicas. Proceso químico que generalmente ocurre en disolución acuosa; consiste en la interacción eléctrica de especies iónicas solvatadas o dispersas en el disolvente (comúnmente H2O).

Ag+(ac) + Cl-(ac) → AgCl(s)

-Reacciones moleculares o covalentes. Proceso químico que involucra a las interacciones de moléculas (de sustancias covalentes).

2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g)

Equilibrio Dinámico

El equilibrio dinámico es un equilibrio químico, que ocurre cuando dos procesos reversibles suceden a la misma velocidad en ambos sentidos. De esta manera, las concentraciones de los reactivos y productos se mantienen constantes en el tiempo. Muchas reacciones químicas ocurren en un solo sentido, es decir, que a partir de los reactivos se obtienen los productos exclusivamente. Tal es el caso de la combustión, pues una vez que se ha llevado a cabo, no es posible revertir el proceso ni volver a obtener las sustancias originales. Sin embargo, es posible observar que suceden reacciones químicas en las que los reactivos forman los productos y, al mismo tiempo, estos vuelven a formar los reactivos. De manera esquemática, podemos expresarlo así:

A +B ⇆  C +D

En este tipo de equilibrio, al mismo tiempo que se forman productos a partir de los reactivos, el proceso inverso también se da, es decir, los productos se descomponen para formar los reactivos originales. Cuando se llega al equilibrio dinámico, la concentración de reactivos y productos permanecen constantes a lo largo del tiempo. Este proceso puede representarse gráficamente, marcando el cambio en la concentración n de reactivos y productos conforme avanza el tiempo.

Un ejemplo sería colocar un vaso con agua en un espacio pequeño y cerrado. El agua comienza a evaporarse saturando el aire del ambiente. Una vez que esto ocurre, el vapor de agua choca contra las paredes del vaso y se condensa, al mismo tiempo que continúa la evaporación del agua. Se puede decir que se mantiene un equilibrio dinámico entre los procesos de evaporación y condensación, ya que ambos se mantienen a la misma velocidad y ocurren al mismo tiempo, manteniéndose constante la concentración de ambas sustancias.

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