Reacción Química

Practica # 7 Reacción Química

La materia es susceptible a sufrir cambios físicos a los cuales se les llaman fenómenos.

Cuando el cambio que se realiza en la materia no altera su estructura intima es decir su composición química, se le llama fenómeno físico. Ejemplos:

El vapor de agua “evaporación”, el doblar un trozo de alambre de cobre.

Si el cambio altera la estructura física de la materia, lógicamente cambiara su composición química, y en este caso se produciría nuevas sustancias y en este caso el fenómeno es químico. Ejemplos:

Al quemar un trozo de papel, o la oxidación del hierro.

Los cambios químicos también reciben el nombre de reacciones químicas.

Mezcla y Reacción

Una mezcla es un sistema material formado por dos o más sustancias puras no combinadas químicamente. En una mezcla no ocurre una reacción química y cada uno de sus componentes mantiene su identidad y propiedades químicas. No obstante, algunas mezclas pueden ser reactivas, es decir, que sus componentes pueden reaccionar entre sí en determinadas condiciones ambientales, como una mezcla aire-combustible en un motor de combustión interna.

Los componentes de una mezcla pueden separarse por medios físicos como destilación, disolución, separación magnética, flotación, filtración, decantación o centrifugación.

Si después de mezclar algunas sustancias, éstas reaccionan químicamente, entonces no se pueden recuperar por medios físicos, pues se han formado compuestos nuevos. Aunque no hay cambios químicos, en una mezcla algunas propiedades físicas, como el punto de fusión, pueden diferir respecto a la de sus componentes.

Una reacción química o cambio químico. Es todo proceso químico en el cual dos o más sustancias (llamadas reactantes), por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias 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.

Fe + O2 → Fe2O3 Oxido de hierro (rojo)

Reacciones Químicas

La reacción química se define como: el proceso mediante el cual una o más sustancias (elementos o compuestos) denominadas reactivos, sufren un proceso de transformación o combinación para dar lugar a una serie de sustancias (elementos o compuestos) denominadas productos. En una reacción química se produce desprendimiento o absorción de calor u otras formas de energía.

Las reacciones químicas se representan en una forma concisa mediante, ecuaciones químicas, que no es más que la representación gráfica de proceso que se está llevando acabo.

Las reacciones químicas se clasifican de la siguiente manera:

Si son inmediatas o espontáneas. Se producen sin la intervención de energía externa; solo basta con poner un elemento en un medio acuoso. Ejemplo: la reacción entre el sodio y el agua.

Si son provocadas. Cuando se inicia como consecuencia de la acción de un agente externo. Ejemplo: para producir la reacción del hidrogeno con el oxígeno es necesaria la influencia de una flama.

Las instantáneas. Si se producen en un tiempo muy breve. Por ejemplo: la combinación del hidrogeno y el oxígeno a partir de una chispa eléctrica.

Y las lentas. Requieren de un tiempo mas largo y esto es por un medio natural. Poe ejemplo: la oxidación del hierro.

También por la cantidad de reactivos se clasifican de la siguiente manera:

Una reacción total o ilimitada: se lleva a cabo de un modo completo, es decir que al finalizar no queden restos visibles de los compuestos o elementos reactantes.

Y la segunda llamada reacción limitada: es que si la reacción termina antes de un tiempo estimado o en su defecto antes de que se hayan transformado la totalidad de de algunos de sus reactivos.

Para representarlos en ecuaciones es necesario utilizar algunos símbolos como los siguientes:

Símbolo Significado

E(s) Elemento en estado solido.

E(l) Elemento en estado liquido.

E(g) Elemento en estado gaseoso.

A(ac) ó A(aq) Sustancia en estado acuoso

A↓ Sustancia que se precipita

A↑ Sustancias que se desprende como gas

Reacción irreversible

Reacción reversible

T↑ Aumento de la temperatura

T↓ Disminución de la temperatura

∆

Aplicación de calor

[ A ]

Adición de A como catalizador

En una reacción química los elementos que se van a transformar en otras distintas se llaman reactivos y las que resultan se llaman productos.

Metano Oxígeno Dióxido de carbono Agua

CH4(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(l)

Reactivos Productos

En donde la flecha [ ] significa que produce o reacciona para formar en el caso pasado el dióxido de carbono y el agua, pero el primer miembro de los reactivos no es igual al primer producto pero mas sin embargo se le sigue llamando ecuación debido a que si existe una igual cantidad de materia, también se conserva la carga y la energía, entonces se cumple con la ley de la conservación de la materia. Que mas adelante enunciamos. Como en el caso pasado existen 2 o mas sustancias en cada miembro se separan con el signo (+).

Ejemplo # 2 de reacción química:

El Azufre (S) con el Oxígeno (O2) reaccionan y producen dióxido de azufre (SO2). La ecuación queda de la siguiente manera.

S + O2 SO2

Pero en dado caso de que se produzcan una o más sustancias gaseosas menos densas que el aire, a la derecha de la formula, se representa con una flecha hacia arriba, ejemplo:

Zn + 2HCl2 ZnCl2 + H2

En el caso de que no sea gaseoso el producto y sea solido este se precipita, por no ser soluble en el medio en que se forma, a la derecha de su formula se pone una flecha hacia abajo ( ), ejemplo:

NaCl + AgNO3 NaNO3 + AgCl

Clasificación de las reacciones químicas

Se pueden clasificar de las siguientes maneras:

1. Adición. El cual consta de la unión de dos o mas elementos o compuestos sencillos para formar un único compuesto. También suelen llamarse reacciones de síntesis ó combinación directa. Ejemplos:

2H2(g) + O2 (g) 2H2O(l)

2 moléculas de hidrogeno reaccionan con una molécula de oxigeno para formar 2 moléculas de agua.

CaO(s) + H2O(l) Ca(OH)2 (l)

Una molécula de óxido de calcio mas una molécula de agua producen una molécula de hidróxido de calcio.

2. Análisis. Es la formación de 2 o más sustancias, elementos o no a partir de un solo reactivo (compuesto), es inverso a la reacción de adicción. También se les conoce con el nombre de descomposición.

CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

Una molécula de carbonato de calcio produce óxido de calcio más dióxido de carbono.

2H2O 2H2 + O2

Dos moléculas de agua producen 2 moléculas de hidrogeno mas una molécula de oxígeno.

3. Sustitución simple. Esta reacción ocurre cuando un átomo o grupo de átomos sustituyen o remplazan a otros átomos diferentes que forman la molécula de un compuesto; también reciben el nombre de desplazamiento.

Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu

Zn + H2SO4 H2 + ZnSO4

Fe + HCl FeCl2 + H2

4. Doble sustitución. Conocida como doble desplazamiento, y/o transposición. Este tipo de reacciones ocurre entre dos compuestos con intercambio de elementos para formar dos nuevos compuestos.

AgNO3 + NaCl NaNO3 + AgCl

CaCl2 + Na2CO3 CaCO3 + 2NaCl

5. Iónicas. Las reacciones de doble desplazamiento como las anteriores por lo regular ocurren en un medio acuoso, en especial como compuestos ionicos.de la ecuación:

AgNO3 + NaCl NaNO3 + AgCl

La ecuación iónica es:

( [Ag+NO-3] + [Na+Cl-1])(ac) ([Na+ NO-3 + AgCl ]) (ac)

La ecuación iónica simple es:

Ag+ + Cl-1 AgCl Mas que nada en las reacciones iónicas intervienen iones.

6. Revesirbles. Estas sustancias resultan (productos) reaccionan entre si para formar las sustancias originales (reactivos). Ejemplo:

CaCO3 CaO + CO2

2SO2 2SO3

En general una reacción química no nos indica si absorbe o desprende energía. Si en estas ecuaciones se indica en el segundo miembro, el calor producido o absorbido, reciben el nombre de ecuaciones termoquímicas, las cuales representan reacciones que absorben o desprenden calor. El calor puede indicarse como reactivo o como producto en las ecuaciones termoquímicas.

Frecuentemente las reacciones se clasifican en 2 tipos diferentes:

a) Reacciones en los cuales los iones o moléculas que intervienen no sufren cambios aparentes en su estructura electrónica.

b) Reacciones en las cuales los iones o átomos experimentan cambios en su estructura electrónica. En estas reacciones pueden haber transferencias reales de electrones de una partícula a otra, o modificación en la forma en que se comparten los electrones. Este tipo de reacciones se llaman óxido-reducción o redox.

Estequiometria.

Leyes fundamentales. Las combinaciones de la materia se efectúan según leyes fijas, las cuales se dividen en 2 grupos grandes ponderales o de los pesos (masas) y volumétricas o volúmenes.

Ley de la conservación de la materia (masa)

Esta ley fue establecida en 1774 por Antoine Laurent Lavoisier.

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