Combinación química

INTRODUCCIONA

Las reacciones químicas son procesos en los que una o más sustancias se transforman en otra u otras con propiedades diferentes. Para que pueda existir una reacción química debe haber sustancias que reaccionan y sustancias que se forman. Se denominará reaccionante o reactivo a la sustancia química que reacciona. A las sustancias que se generan debido a una reacción química se les denomina sustancia resultante o producto químico. Los cambios químicos alteran la estructura interna de las sustancias reaccionantes.

Generalmente, se puede decir que ha ocurrido una reacción si se observa que al interactuar los "supuestos" reaccionantes se da la formación de un precipitado, algún cambio de temperatura, formación de algún gas, cambio de olor o cambio de color durante la reacción. A fin de expresar matemática una reacción química se hace necesario utilizar una expresión en la cual se señalan los reactivos y los productos. Esta expresión recibe el nombre de ecuación química.

Existen cuatro tipos de reacciones:

COMBINACIÓN

Una combinación química es una sustancia compuesta formada por dos o más elementos cuyos átomos se unen entre sí mediante fuerzas de enlace. Sus entidades elementales, ya sean moléculas, ya sean pares iónicos, son iguales entre sí, y sólo mediante procedimientos químicos que rompan tales uniones es posible separar los elementos componentes de una combinación. En este tipo de reacciones, se combinan dos o más sustancias que pueden ser elementos o compuestos para formar un producto. Las reacciones de este tipose clasifican como de combinación o síntesis, y se representan de forma general de la siguiente manera:

A + B -------- > AB

En las reacciones de síntesis o composición es donde dos reactantes se combinan para formar un solo producto. Muchos elementos reaccionan con otro de esta manera para formar compuestos, por ejemplo: en esta fórmula se mezclan 2 moles de oxido de calcio sólido con 2 moles de agua líquida reacciona produciendo 2 moles de dihidroxido de calcio acuoso.

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

Entre las reacciones de combinación tenemos las siguientes posibilidades:

* Metal + no metal compuesto binario (óxido, sulfuro o haluro)

* No metal + oxígeno óxido de no metal

* Oxido de metal + agua hidróxido de metal

* Oxido de metal + agua oxácido

* Oxido de metal + óxido de no metal sal

DESCOMPOSICIÓN

En una reacción de descomposición, una sola sustancia se descompone o se rompe, produciendo dos o más sustancias distintas. A este tipo de reacciones se le puede considerar como el inverso de las reacciones de combinación. El material inicial debe ser un compuesto y los productos pueden ser elementos o compuestos. Generalmente se necesita calor para que ocurra la reacción. La forma general de estas ecuaciones es la siguiente:

AB ------- > A + B

En general, para algunos tipos de compuestos estas reacciones son más específicas. Consideremos unas pocas entre las más comunes.

* Hidratos

Cuando se calientan los hidratos se descomponen para dar lugar a agua y sal anhidra. Unhidrato es una sal que contiene una o más moléculas de agua por cada unidad fórmula y posee estructura de cristal. Cuando estas sustancias se calientan, se desprende agua.

* Cloratos

Cuando se calientan los cloratos, se descomponen dando cloruros más oxígeno.

* Oxidos de metales

Algunos pocos se descomponen al calentarlos dando lugar al metal libre y oxígeno.

* Carbonatos

La mayoría de carbonatos se descomponen al calentarlos dando óxidos y CO2.

* Bicarbonatos

Los bicarbonatos en su mayoría cuando se calientan se descomponen para formar un ácido más agua y CO2. Cuando los bicarbonatos de los metales del Grupo IA se calientan, forman un carbonato más agua y dióxido de carbono.

* Agua

El agua puede descomponerse en hidrógeno y gas oxígeno por medio de una corriente eléctrica directa.

SUSTITUCIÓN (SIMPLE Y DOBLE)

Son denominadas también de simple desplazamiento cuando una sustancia simple reacciona con otra compuesta, reemplazando a uno de sus componentes. Se forma por intercambio de iones entre dos compuestos. La reacción de doble sustitución también se denomina de doble desplazamiento o metátesis y ocurren cuando hay intercambio de elementos entre dos compuestos diferentes y de esta manera originan nuevas sustancias. Se presentan cuando las sustancias reaccionantes están en estado iónico por encontrarse en solución, combinándose entre sí sus iones con mucha facilidad, para formar sustancias que permanecen estables en el medio reaccionante.

En estas reacciones, un elemento sustituye y libera a otroelemento presente en el compuesto.

A + BC------------------AC + B

Ejemplo:

Zn + H2SO4  ZnSO4 + H2

2 HCl + Fe  FeCl2 + H2

NEUTRALIZACIÓN.

La reacción entre un ácido y una base se denomina neutralización. Según el carácter del ácido y de la base reaccionante se distinguen cuatro casos:

* Acido fuerte + base fuerte

Cuando un ácido fuerte se neutraliza con una base fuerte, el pH experimenta una brusca variación justamente en el punto de equivalencia.

* Ácido fuerte + base débil

Cuando un ácido fuerte como el HCl se neutraliza con una base débil (NH3), el pH se mantiene muy bajo mientras aún existe ácido libre y después de alcanzar la neutralidad, el ligero exceso de NH3 eleva paulatinamente el pH, sin provocar cambios bruscos

* Ácido débil + base fuerte

Si tenemos un ácido débil, por ejemplo 0,1N de ácido acético, el pH inicial es 2,88 y al añadir una base fuerte (0,1N NaOH) el pH se va aproximando a la neutralidad sin cambios bruscos, pero una vez neutralizado el ácido basta añadir unas gotas de sosa en exceso para obtener un incremento brusco en el pH como si sólo hubiera base libre.

* ácido débil + base débil

Al valorar un ácido débil (acético) con una base débil (NH3), no se producen variaciones bruscas en el pH. Habrá dos regiones con capacidad amortiguadora definidas por los pK del ácido débil y de la base débil, respectivamente

En el momento de la neutralización se cumple que el número de equivalentes de ácido que han reaccionado (N • V) es igual al número deequivalentes de la base (N' • V'):

N • V = N' • V' |

Cuando en la reacción participan un ácido fuerte y una base fuerte se obtiene una sal y agua. Mientras que si una

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