REACCIONES QUIMICAS

Proceso en que a partir de una o más sustancia originan una nueva, es como las reacciones químicas suceden a cada segundo y en todo el universo. Las mismas tienen di- versas importancias y pueden ser de diferentes tipos; estas reacciones suceden en el aire, en el suelo, en los vegetales, en los animales, en los humanos, en la cocina, en automóviles, etc. Son ejemplos de reacciones químicas la respiración, la fotosíntesis, el metabolismo, la reproducción, el crecimiento, la formación de óxidos, de hidróxidos, de ácidos, de sales, de rocas y suelo, etc.

Sin embargo, para que se realice una reacción química es necesaria la presencia de una o más sustancias, para que se descomponga o se combinen y así formar las o la nueva sustancia.

Rapidez de reacción

En la mayoría de los casos interesa acelerar las reacciones químicas, como por ejemplo en la fabricación de productos, en la curación de heridas o enfermedades, en la maduración de los frutos, en el crecimiento de las plantas, etc. Pero existen casos en que interesa retardar las reacciones químicas, para el caso,

la corrosión de los materiales de hierro y otros metales, en la descomposición de alimentos, en el retraso de la caída del cabello y de la vejez, etc.

Las industrias se interesan grandemente en que las reacciones químicas se lleven a cabo rápidamente, para así ahorrar tiempo y dinero. La Química estudia este aspecto, el de la velocidad de las reacciones, mediante una de sus ramas llamada cinética química.

Una reacción química necesita tiempo para que se lleve a cabo. Cuando se combinan 2 o más sustancias, estas pueden reaccionar en forma rápida o lenta para formar los productos o las sustancias nuevas, por lo cual las reacciones se dividen también en reacciones rápidas y reacciones lentas. En base a lo anterior, surge el término de tiempo de reacción, que se define como el tiempo en el que transcurre una reacción química.

La velocidad de una misma reacción química varia conforme avanza el tiempo, es decir, la velocidad no es constante, no es la misma durante se lleva a cabo la reacción. Ahora bien, si relacionamos el tiempo de la reacción con las cantidades de los reactivos y productos, entonces resulta un nuevo concepto: el de velocidad de reacción, el que se define de las maneras siguientes:

- Es la velocidad a la que se forman los productos en una reacción química.

- Es la velocidad a la que se gastan los reactivos en una reacción química.

- Es la cantidad de una sustancia que se transforma en una reacción química en la unidad de tiempo.

Lo anterior significa que, en una reacción química una cierta cantidad de reactivos produce otra cierta cantidad de productos en menor o mayor tiempo, lo cual depende de la velocidad con que se lleve a cabo la reacción. La reacción se califica de rápida cuando los reactivos se gastan o consumen en menos tiempo, o bien cuando los productos se forman de prisa.

Son ejemplos de reacciones rápidas y lentas las siguientes:

- Un trozo de carne se descompone rápidamente a temperatura ambiente, y lentamente en la refrigeradora.

- Los materiales de hierro se oxidan más rápido que los materiales de aluminio.

- La formación de agua es más rápida que la del petróleo.

- Ocurre más rápido la formación de óxido de sodio (Na2O) que la de óxido de hierro (Fe2O3).

- La combustión de un pedazo de papel sucede más rápido que la digestión humana.

Científicamente se ha demostrado que una reacción, ya sea rápida o lenta (velocidad de reacción), se ve afectada o depende de cuatro situaciones: la naturaleza de los reactivos, concentración de los reactivos, la temperatura y de la presencia de catalizadores.

Importancia de las reacciones químicas

Hablar de reacciones químicas es hablar de cambios, los cuales suceden a cada momento y en todas partes, por lo que su estudio es de vital importancia. Entre las importancias están:

* Mediante ellas se producen nuevos compuestos, como medicinas.

* Los seres se mantienen vivos gracias a ellas, es el caso de la digestión, la fotosíntesis y la respiración.

* En el medio ambiente ocurre la combustión (el fuego para diversos usos).

CONCEPTO Y ECUACIONES MATEMATICAS

Son expresiones matemáticas abreviadas que se utilizan para describir lo que sucede en una reacción química en sus estados inicial y final. En ella figuran dos miembros; en el primero, los símbolos o fórmulas de los reactantes, reaccionantes o reactivos y en el segundo los símbolos o fórmulas de los productos. Para separar ambos miembros se utiliza una flecha que generalmente se dirige hacia la derecha, indicando el sentido de la reacción:

A + BC AB + C

Ej. : La ecuación química que describe la reacción entre el magnesio y el oxígeno es:

2 Mg + O2 2 MgO Reactantes Producto

Significado de las ecuaciones químicas:

a) Cualitativo: Indica la clase o calidad de las sustancias reaccionantes y productos. En la ecuación anterior, el magnesio reacciona con el oxígeno para obtener óxido de magnesio

b) Cuantitativo: Representa la cantidad de átomos, moléculas, el peso o el volumen de los reactivos y de los productos.

En la ecuación química anterior, se entiende que dos moléculas (o moles) de magnesio, reaccionan con una molécula ( o mole) de oxígeno para obtenerse dos moléculas ( o moles) de óxido de magnesio. También se puede calcular la cantidad en gramos del producto, tomando como base los pesos atómicos de los reaccionantes (Con ayuda de la Tabla Periódica) .

Características de las Ecuaciones Químicas:

Los reactantes y productos se representan utilizando símbolos para los elementos y fórmulas para los compuestos.

Se debe indicar el estado físico de los reactantes y productos entre paréntesis: (g), (l), (s), (ac.) si se presentan en estado gaseoso, líquido, sólido o en solución acuosa respectivamente.

El número y tipo de átomos en ambos miembros deben ser iguales, conforme al principio de conservación de la masa; si esto es así, la ecuación está balanceada.

Teorías que sustenta la Reacción Química

Existen diferentes tipo de teorías que sustentan la reacción Química entre ellas están las siguientes:

TEORIA ATOMICA DE DALTON

La teoría atómico-molecular clásica tiene por base la teoría atómica de Dalton. Existe entre estas dos teorías algunas diferencias fundamentales.

Para Dalton, la partícula más pequeña de una sustancia era el átomo. Si la sustancia era simple, Dalton hablaba de "átomos simples"; por ejemplo de cloro, de hidrogeno, etc. Si la sustancia era Compuesta, Dalton hablaba de" átomos compuestos"; por ejemplo de agua. En realidad, los "átomos" de Dalton, son las partículas que nosotros Llamamos moléculas Los siguientes postulados, son los que constituyen la teoría atómico-molecular clásica: (1 - Toda la materia es discreta y está formada por partículas pequeñas, definidas e indestructibles denominadas átomos, que son indivisibles por los métodos químicos ordinarios, (2 - Los átomos de un mismo elemento son iguales y tienen las mismas propiedades; los átomos de elementos distintos son diferentes y tienen propiedades también diferentes (3 - Las moléculas se forman por la unión de un numero entero de átomos del mismo o de distintos elementos, en relaciones numéricas simples. (1: 1; 2: 1; 3: 2; etc. )En el siguiente ejemplo se representa la formación de una molécula de cloro Cl2,a partir de dos átomos de cloro: relación numérica 1:1.

Las sustancias simples y compuestas están constituidas por moléculas. (5 - Las moléculas de una misma sustancia son iguales en todos sus aspectos y distintas a las de otras sustancias, (6 – Las moléculas de las sustancias simples están formadas por átomos iguales (del mismo elemento). Cuando el número de átomos que forma la molécula de una sustancia simple es uno, la molécula de esta sustancia se identifica con el átomo del elemento correspondiente. (7 - Las moléculas de las sustancias compuestas están formadas por átomos de por lo menos dos elementos diferentes. El numero de átomos de cada elemento que interviene en la formación de una molécula de una misma sustancia compuesta, es el mismo para todas las moléculas de la misma sustancia.

TEORIA DE MAX PLANCK

La teoría cuántica fue primeramente introducida por Planck, en 1900.

Max Planck, (1858 – 1947) nacido en Kiel, Alemania el 23 de abril de 1858. Es el "padre de la cuántica". Planck dedujo la hipótesis de la discontinuidad de la energía y en el año de 1900 Planck descubre los cuantos y formula la teoría que lo haría famoso, y que daría nacimiento a un campo desconocido hasta entonces, la Mecánica Cuántica, la cual da una nueva y muy especial forma de ver los fenómenos físicos. Gracias a sus esfuerzos, y muy merecidamente, Planck recibió el premio Nobel de Física en 1918. Max Planck muere el 4 de octubre de 1947.

Planck retomó la teoría defendida hace tiempo por Newton, la cual en ese entonces ya no tenía validez alguna. Newton consideraba a la luz como un haz de corpúsculos que se propagaban en línea recta, al aparecer la teoría ondulatoria de Huygens (1678), la teoría de los corpúsculos de Newton se vio destruida, pero era retomada nuevamente por Planck en 1900.

La teoría cuántica básicamente nos dice que la luz no llega de una manera continua, sino que está compuesta por pequeños paquetes de energía, a los que llamamos cuantos. Estos cuantos de energía se llaman fotones. Toda luz que nos llega

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