Reacciones Quimicas

INTRODUCCION

Con frecuencia observamos como muchos objetos metálicos luego de un cierto tiempo cambian su color. Por ejemplo: los clavos son de color gris brillante, pero cuando se han formado capas de óxido férrico sobre ellos, se tornan rojizos.

En los motores de los automóviles la gasolina se transforma en otras sustancias conocidas, como son el CO(g) , C(s) (hollín) , CO2(g) y H2O(l) ; en la cocina, el gas propano arde o hace combustión con el oxígeno del aire generando calor y la flama que sirve para cocer los alimentos.

De la misma manera, en las últimas décadas del siglo XX existe una gran preocupación por resolver los efectos de la contaminación ambiental. Por ejemplo “la lluvia ácida”, que consiste en la conversión de gases (SO2 y NO2) procedentes de las chimeneas industriales producen sustancias ácidas como el HNO3 y el H2SO4 , que después precipitan con las lluvias en cantidades pequeñas, y a través de los años ocasionan la corrosión en las estructuras metálicas, también descomponen los carbonatos de las estatuas, alteran severamente el ecosistema natural (ríos, lagos y suelos) con la consiguiente muerte de animales acuáticos y plantas.

Todos los casos anteriores expuestos son ejemplos de reacciones químicas o fenómenos químicos

DEFINICION DE REACCION QUIMICA

Una reacción química es un cambio o fenómeno que modifica la composición química de las sustancias, para formar sustancias de composición diferente. También podemos decir que es un paso de un sistema de condiciones iniciales a finales.

En toda reacción química resaltamos dos etapas:

• La inicial (llamado reactantes), antes del cambio

• La final (llamado productos), después del cambio.

La definición de reactantes suele modificarse cuando se refiere a las reacciones químicas que se manejan en gran escala en campos especializados. Así por ejemplo, en los procesos industriales se les llama materia prima, en procesos metalúrgicos se llaman minerales o menas.

Además según la ley de conservación de la masa, en una reacción química la masa del sistema en condiciones iniciales y finales es la misma; según la teoría atómica diremos que durante una reacción química solo hay un reacomodo de átomos, lo que indica que el tipo y número de átomos que contiene el sistema inicial y final es el mismo, sólo que se encuentran enlazados o unidos de manera diferente.

REPRESENTACION DE LAS REACCIONES QUIMICAS

Como señalamos anteriormente, en una reacción química se cumple la ley de conservación de masa, o sea el número y tipo de átomos es idéntico en condiciones iniciales y finales, por lo que es posible representarlo mediante una ecuación o igualdad química.

Una ecuación química es la representación simbólica de una reacción, donde se especifica la parte cualitativa y cuantitativa de los reactantes y productos.

Veamos un esquema general de una ecuación química, donde se especifica las condiciones en la que se transcurre la reacción.

Donde:

→ : simboliza el sentido de la reacción. Indica que A y B se transforman en C y D. El símbolo significa o interpreta como “igual a”, y es lo que la le da a la expresión la categoría de ecuación.

→ Ni : Esta notación se emplea para indicar que la reacción química ocurre en presencia de un catalizador (agentes físicos o químicos que modifican la velocidad de una reacción). En la ilustración él Ni es un catalizador.

200°C y 5 atm : Indica las condiciones de presión y temperatura en las que las sustancias A y B se transforman en C y D.

a, b, c, d : Son coeficientes, generalmente son números enteros, nos indica el número de unidades fórmula de las sustancias.

Otros símbolos importantes que suelen utilizarse en una reacción química son:

(s) : La sustancia está en fase sólida

(l) : La sustancia está en fase líquida

(g) : La sustancia está en fase gaseosa

(ac) : La sustancia está disuelta en agua (solución acuosa)

(sol) : La sustancia está formando una solución o disolución

↑ : Significa que es una sustancia gaseosa y se desprende del reactor químico

↓ : Significa que es una sustancia sólida insoluble en el disolvente donde ocurre la reacción y por lo tanto se precipita en forma de sedimento, por su mayor densidad.

▲ : Simboliza la energía calorífica.

Ejemplo Ilustrativo:

Consideremos inicialmente una mezcla de un pedazo de hierro y agua, la cual una vez sometida al calor experimenta una reacción química formando nuevas sustancias, tal como muestra la figura:

El experimento muestra la reacción del hierro metálico con agua caliente, formándose un sólido rojizo (óxido férrico) y un gas muy ligero (hidrógeno gaseoso). Además el sólido rojizo es insoluble en agua por lo que se precipita, depositándose en el fondo del tubo de ensayo.

La ecuación química balanceada de la reacción será:

2 Fe(s) + 3 H2O (s) → Fe2O3(s) + 3H2(g)

CLASIFICACION DE LAS REACCIONES QUIMICAS

POR EL MECANISMO DE LA REACCIÓN O LA FORMA COMO SE ORIGINAN LOS PRODUCTOS

1. Reacción de síntesis, adición o combinación

2. Reacción de descomposición

3. Reacción de desplazamiento o sustitución simple

4. Reacción de doble desplazamiento

SEGÚN LA ENERGÍA CALORÍFICA INVOLUCRADA

1. Reacción Exotérmica

2. Reacción Endotérmica

Reacción Exotérmica

Es aquella reacción química que libera energía calorífica hacia el medio que lo rodea conforme transcurre, por lo tanto aumenta la temperatura de los alrededores del sistema donde ocurre la reacción. El calor liberado se debe a que la entalpía de los productos es menor que la entalpía (▲H) de los reactantes.

Corresponden a este tipo, las reacciones de combustión, las reacciones de neutralización acido-base, y en general las reacciones de adición.

Una reacción exotérmica se puede representar en general mediante la siguiente ecuación termoquímica.

Por definición de calor de racción (▲H), se tiene:

▲H = H(productos) – H (reactantes)

Como:

▲reactantes > ▲productos

Entonces:

▲H < 0

En la siguiente gráfica se muestra la variación de la entalpía en una reacción exotérmica.

Donde:

Estado

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