Reaccion Quimica

1. Reacción Química

Es el proceso en el que cambia la naturaleza de una o varias sustancias (reactivos), transformándose en otras nuevas (productos). Esto supone un reordenamiento de los átomos, mediante la ruptura de unos enlaces y la formación de otros nuevos.

Una reacción química se representa mediante una ecuación química: En el primer miembro aparecen las fórmulas de las sustancias que reaccionan (reactivos), y en el segundo miembro aparecen las fórmulas de las sustancias que se forman (productos), separados por una flecha, si la reacción es irreversible o por dos (una para cada sentido), si la reacción es reversible. Además de las fórmulas de las sustancias, deben aparecer los denominados coeficientes estequiométricos, los cuales nos indican la proporción (moles) de las sustancias que intervienen en la reacción (ajuste). En algunos casos es necesario adjuntar el estado de agregación de la materia entre paréntesis (sólido, líquido o gas). La fórmula general será del tipo:

xA+yB zC+tD

Donde A y B son los reactivos, C y D los productos formados tras la reacción, y `x, y, z, t' son los coeficientes estequiométricos.

EJEMPLOS:

a) 2Na + Cl2 2NaCl (irreversible)

b) H2CO3 CO2 + H2O (reversible)

c) 2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) (estados de agregación)

Los números de color azul son los coeficientes estequiométricos.

2. Tipos de Reacciones Químicas:

 Reacción de Composición o Síntesis: 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:

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

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.

 Reacción de Descomposición o Análisis: Este tipo de reacción es contraria a la de composición o síntesis ya que en esta no se unen 2 o más moléculas para formar una sola, sino que una sola molécula se divide o se rompe para formar varias moléculas más sencillas, por ejemplo:

2HgO (s) ! 2Hg(l) + O2(g)

en esta formula una 2 molécula de oxido de mercurio sólido se descomponen o dividen para formar 2 moléculas de mercurio y una de oxigeno, las cuales son más sencillas que la primera.

 Reacción de Desplazamiento o Sustitución: En este tipo de reacción, un elemento libre sustituye y libera a otro elemento presente en un compuesto, su ecuación general es:

CuSO4 + Fe ! FeSO4 + Cu

En esta reacción un mol de sulfato de cobre con 1 mol de hierro para formar sulfato de hierro y cobre

 Reacción de Doble Sustitución o Doble Desplazamiento: Son aquellas reacciones que se dan por intercambio de átomos entre los reactivos

AB + CD----------------- AC + BD

Por Ejemplo:

K2S + MgSO4 ! K2SO4 + MgS

En esta reacción 1 mol de sulfuro de potasio reaccionan con sulfato de magnesio para formar sulfato de potasio y sulfuro de magnesio. Es difícil encontrar reacciones inorgánicas comunes que puedan clasificarse correctamente como de doble sustitución.

3. Rapidez de una Reacción Química

La Rapidez (o velocidad) de reacción está conformada por la rapidez de formación y la rapidez de descomposición. Esta rapidez no es constante y depende de varios factores, como la concentración de los reactivos, la presencia de un catalizador, la temperatura de reacción y el estado físico de los reactivos.

Uno de los factores más importantes es la concentración de los reactivos. Cuanto más partículas existan en un volumen, más colisiones hay entre las partículas por unidad de tiempo. Al principio, cuando la concentración de reactivos es mayor, también es mayor la probabilidad de que se den colisiones entre las moléculas, y la rapidez es mayor. A medida que la reacción avanza, al ir disminuyendo la concentración de los reactivos, disminuye la probabilidad de colisión y con ella la rapidez de la reacción.

La medida de la rapidez de reacción implica la medida de la concentración de uno de los reactivos o productos a lo largo del tiempo, esto es, para medir la rapidez de una reacción necesitamos medir, bien la cantidad de reactivo que desaparece por unidad de tiempo, o bien la cantidad de producto que aparece por unidad de tiempo. La rapidez de reacción se mide en unidades de concentración/tiempo, esto es, en (mol/l)/s es decir moles/(l•s).

Para una reacción de la forma:

la ley de la rapidez de formación es la siguiente:

es la rapidez de la reacción, la disminución de la concentración del reactivo A en el tiempo . Esta rapidez es la rapidez media de la reacción, pues todas las moléculas necesitan tiempos distintos para reaccionar.

La rapidez de aparición del producto es igual a la rapidez de desaparición del reactivo. De este modo, la ley de la rapidez se puede escribir de la siguiente forma:

Este modelo necesita otras simplificaciones con respecto a:

 La actividad química, es decir, la "concentración efectiva"

 La cantidad de los reactivos en proporción a la cantidad de los productos y del disolvente

 La temperatura

 La energía de colisión

 Presencia de catalizadores

 La presión parcial de gases

4. Factores que Afectan la Reacción Química

Existen varios factores que afectan la rapidez de una reacción química: la concentración de los reactivos, la temperatura, la existencia de catalizadores y la superficie de contactos tanto de los reactivos como del catalizador. Los catalizadores pueden aumentar o disminuir la velocidad de reacción.

 Temperatura: Por norma general, la rapidez de reacción aumenta con la temperatura porque al aumentarla incrementa la energía cinética de las moléculas. Con mayor energía cinética, las moléculas se mueven más rápido y chocan con más frecuencia y con más energía. El comportamiento de la constante de rapidez o coeficiente cinético frente a la temperatura = lnA − (Ea / R)(1 / T2 − 1 / T1) esta ecuación linealizada es muy útil y puede ser descrito a través de la Ecuación de Arrhenius

donde K es la constante de la rapidez, A es el factor de frecuencia, EA es la energía de activación necesaria y T es la temperatura,

...