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Reacciones químicas

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Información curricular

Nivel: 14-15 años Asignatura: Física y Química
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Contenido

Reacción química

Una reacción química, también llamada cambio químico o fenómeno químico, es todo proceso termodinámico en el cual dos o más sustancias (llamadas reactantes o reactivos), 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.

La reacción química también se puede definir desde dos enfoques, el macroscópico que la define como «un proceso en el cual una o varias sustancias se forman a partir de otra u otras» y el nanoscópico cuya definición sería: «redistribución de átomos e iones, formándose otras estructuras (moléculas o redes)».

Las reacciones químicas ocurren porque las moléculas se están moviendo y cuando se golpean con energía suficiente una contra otras, los enlaces se rompen y los átomos se intercambian para formar nuevas moléculas. También una molécula que está vibrando con energía suficiente puede romperse en moléculas más pequeñas.

A la representación simbólica de cada una de las reacciones se le denomina ecuación química.

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

Electrolisis del agua

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.​ Las reacciones químicas implican una interacción que se produce a nivel de los electrones de valencia de las sustancias intervinientes. Dicha interacción es el enlace químico.

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

La sustancia sufre modificaciones irreversibles. Por ejemplo, al quemarse, un papel no puede volver a su estado original. Las cenizas resultantes formaron parte del papel original, y sufrieron una alteración química.

Tipos de reacciones quimicas 

Reacciones de la química inorgánica

Desde un punto de vista de la química inorgánica se pueden postular dos grandes modelos para las reacciones químicas de los compuestos inorgánicos: reacciones ácido-base o de neutralización (sin cambios en los estados de oxidación) y reacciones redox (con cambios en los estados de oxidación). Sin embargo podemos clasificarlas de acuerdo con los siguientes tres criterios:

Reacciones según estructura

Nombre Descripción Representación Ejemplo
De síntesis o de combinación Donde los reactivos se combinan entre sí para originar un producto diferente​

A + B → C

(siendo A y B reactivos cualesquiera y C el producto formado)

2 Na (s) + Cl2 (g) → 2 NaCl (s)
De doble sustitución (o de doble desplazamiento) Se presenta un intercambio entre los elementos químicos o grupos de elementos químicos de las sustancias que intervienen en la reacción química.

AB + CD → AC + BD

Pb (NO3)2 (ac) + 2 KI (ac) → Pbl2 (s) + 2 KNO3 (ac)
De    descomposición​ Descomposición simple Una sustancia compuesta se desdobla en sus componentes

A → B + C

(inversa de la síntesis, y A es un compuesto que se descompone en los reactivos que lo componen, B y C).

CO2 (g) → CO2 (g) C(s) + O2 (g)

De descomposición​ Mediante un reactivo Una sustancia requiere un reactivo, para su descomposición.

AB + C → AC + BC

(el compuesto AB reacciona con el reactivo C, para originar los compuestos AC y BC)

2 ZnS (S) + 3 O2 (g) → 2 ZnO (S) + 2 SO2 (g)
De sustitución o desplazamiento​ Una sustancia sustituye el lugar de alguno de los componentes de los reactivos, de tal manera que el componente sustituido queda libre.

AB +C → AC + B

(donde el compuesto AB reacciona con el reactivo C para formar el compuesto AC y liberar B)

2 NaI + Br2 → 2 NaBr + I2

Reacciones según la energía intercambiada

Criterio Descripción Ejemplo
Intercambio en forma de calor​ Reacciones exotérmicas que desprenden calor del sistema de reacción Combustión
Reacciones endotérmicas reacciones en las que se absorbe o se requiere calor para llevarse a cabo. Calcinación
Intercambio en forma de luz​ Reacciones endoluminosas que requieren el aporte de energía luminosa o luz al sistema para llevarse a cabo. Fotosíntesis
Reacciones exoluminosas reacciones que al llevarse a cabo manifiestan una emisión luminosa

Combustión del magnesio:

2Mg+O2 + ΔH → 2MgO + Luz

Intercambio en forma de energía eléctrica​ Reacciones endoeléctricas que requieren el aporte de energía eléctrica para que puedan tener lugar. Electrólisis del agua
Reacciones exoeléctricas aquellas reacciones químicas en las que el sistema transfiere al exterior energía eléctrica. Celda galvánica (pila o batería eléctrica)

Reacciones de la química orgánica

Transposición de Claisen

Respecto a las reacciones de la química orgánica, nos referimos a ellas teniendo como base a diferentes tipos de compuestos como alcanos, alquenos, alquinos, alcoholes, aldehídos, cetonas, entre otras; que encuentran su clasificación, reactividad y/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 grupos hidroxilo, carbonilo y nitro.

Créditos

Texto wikipedia.

Imagen:

  • De Joshwerty - Trabajo propio, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=44665864
  • De ~K - Trabajo propio, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=160860

Contenido

Reacción química

Una reacción química, también llamada cambio químico o fenómeno químico, es todo proceso termodinámico en el cual dos o más sustancias (llamadas reactantes o reactivos), 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.

La reacción química también se puede definir desde dos enfoques, el macroscópico que la define como «un proceso en el cual una o varias sustancias se forman a partir de otra u otras» y el nanoscópico cuya definición sería: «redistribución de átomos e iones, formándose otras estructuras (moléculas o redes)».

Las reacciones químicas ocurren porque las moléculas se están moviendo y cuando se golpean con energía suficiente una contra otras, los enlaces se rompen y los átomos se intercambian para formar nuevas moléculas. También una molécula que está vibrando con energía suficiente puede romperse en moléculas más pequeñas.

A la representación simbólica de cada una de las reacciones se le denomina ecuación química.

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

Electrolisis del agua

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.​ Las reacciones químicas implican una interacción que se produce a nivel de los electrones de valencia de las sustancias intervinientes. Dicha interacción es el enlace químico.

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

La sustancia sufre modificaciones irreversibles. Por ejemplo, al quemarse, un papel no puede volver a su estado original. Las cenizas resultantes formaron parte del papel original, y sufrieron una alteración química.

Tipos de reacciones quimicas

Reacciones de la química inorgánica

Desde un punto de vista de la química inorgánica se pueden postular dos grandes modelos para las reacciones químicas de los compuestos inorgánicos: reacciones ácido-base o de neutralización (sin cambios en los estados de oxidación) y reacciones redox (con cambios en los estados de oxidación). Sin embargo podemos clasificarlas de acuerdo con los siguientes tres criterios:

Reacciones según estructura

Nombre Descripción Representación Ejemplo
De síntesis o de combinación Donde los reactivos se combinan entre sí para originar un producto diferente​

A %2b B → C

(siendo A y B reactivos cualesquiera y C el producto formado)

2 Na (s) %2b Cl2 (g) → 2 NaCl (s)
De doble sustitución (o de doble desplazamiento) Se presenta un intercambio entre los elementos químicos o grupos de elementos químicos de las sustancias que intervienen en la reacción química.

AB %2b CD → AC %2b BD

Pb (NO3)2 (ac) %2b 2 KI (ac) → Pbl2 (s) %2b 2 KNO3 (ac)
De descomposición Descomposición simple Una sustancia compuesta se desdobla en sus componentes

A → B %2b C

(inversa de la síntesis, y A es un compuesto que se descompone en los reactivos que lo componen, B y C).

CO2 (g) → CO2 (g) C(s) %2b O2 (g)

De descomposición Mediante un reactivo Una sustancia requiere un reactivo, para su descomposición.

AB %2b C → AC %2b BC

(el compuesto AB reacciona con el reactivo C, para originar los compuestos AC y BC)

2 ZnS (S) %2b 3 O2 (g) → 2 ZnO (S) %2b 2 SO2 (g)
De sustitución o desplazamiento​ Una sustancia sustituye el lugar de alguno de los componentes de los reactivos, de tal manera que el componente sustituido queda libre.

AB %2bC → AC %2b B

(donde el compuesto AB reacciona con el reactivo C para formar el compuesto AC y liberar B)

2 NaI %2b Br2 → 2 NaBr %2b I2

Reacciones según la energía intercambiada

Criterio Descripción Ejemplo
Intercambio en forma de calor Reacciones exotérmicas que desprenden calor del sistema de reacción Combustión
Reacciones endotérmicas reacciones en las que se absorbe o se requiere calor para llevarse a cabo. Calcinación
Intercambio en forma de luz Reacciones endoluminosas que requieren el aporte de energía luminosa o luz al sistema para llevarse a cabo. Fotosíntesis
Reacciones exoluminosas reacciones que al llevarse a cabo manifiestan una emisión luminosa

Combustión del magnesio:

2Mg%2bO2 %2b ΔH → 2MgO %2b Luz

Intercambio en forma de energía eléctrica​ Reacciones endoeléctricas que requieren el aporte de energía eléctrica para que puedan tener lugar. Electrólisis del agua
Reacciones exoeléctricas aquellas reacciones químicas en las que el sistema transfiere al exterior energía eléctrica. Celda galvánica (pila o batería eléctrica)

Reacciones de la química orgánica

Transposición de Claisen

Respecto a las reacciones de la química orgánica, nos referimos a ellas teniendo como base a diferentes tipos de compuestos como alcanos, alquenos, alquinos, alcoholes, aldehídos, cetonas, entre otras; que encuentran su clasificación, reactividad y/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 grupos hidroxilo, carbonilo y nitro.

Créditos

Texto wikipedia.

Imagen:

  • De Joshwerty - Trabajo propio, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=44665864
  • De ~K - Trabajo propio, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=160860

Unidades didácticas

Reacciones químicas I (cidead)

Las reacciones químicas (unidad didáctica)

Reacciones químicas II (cidead)

Reacciones químicas (unidad didáctica)

Reactividad química

Reacciones Químicas

Para practicar

Las reacciones químicas

Transformaciones químicas. Estequiometria (SM)

Ácidos y bases

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