Reacciones Químicas

REACCIONES QUIMICAS

¿Qué es una reacción química?

Las reacciones químicas (también llamadas cambios químicos o fenómenos químicos) son procesos termodinámicos de transformación de la materia. En estas reacciones intervienen dos o más sustancias (reactivos o reactantes), que cambian significativamente en el proceso, y pueden consumir o liberar energía para generar dos o más sustancias llamadas productos.

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 Contexto histórico

Comenzando a principios de la edad media, filósofos europeos y persas estaban fascinados con la manera que algunas sustancias parecían “transmutar” (o transformarse) a otras. Simples pierdas, como las que contienen azufre, parecían que se quemaban mágicamente; y minerales no impresionantes fueron transformados, como mineral de cinabrio convirtiéndose en un metal luminoso liquido mercurio cuando se calienta. Alquimistas basaron su enfoque en las ideas de que todo en el mundo estaba compuesto de cuatro sustancias fundamentales – aire, tierra, fuego y agua (Figura 2).

 

Figura 2: Aristóteles creía que todo en el mundo estaba compuesto de cuatro sustancias fundamentales – aire, tierra, fuego y agua.

Como tal, propusieron y pasaron generaciones tratando de comprobar que metales menos caros como el cobre y el mercurio y pueden ser convertidos en oro. A pesar de su enfoque equivocado, muchos alquimistas llevaron a cabo experimentos químicos fundamentales – transformaron una sustancia a otra, y entonces es difícil señalar una fecha específica como el nacimiento de una reacción química ordenada y cuantificada. Sin embargo, hay algunos momentos importantes en la historia que han ayudado a razonarlo.

Lavoiser: Leyes of Conservación Masiva

Antoine Lavoisier fue un noble francés a principios del siglo XVIII quien empezó a experimentar con diferentes reacciones químicas. Para ese entonces, la química aun no se consideraba una ciencia verdadera y cuantitativa. La mayoría de las teorías que existían para explicar la manera en la que sustancias cambian dependían en filosofía griega, y había poco detalle experimental asociado con el trabajo de un alquimista.

Sin embargo, durante la segunda mitad del siglo XVII, Lavoisier llevo a cabo muchos experimentos y observo que mientras sustancias cambiaban durante una reacción química, la masa del sistema – o una medida de la cantidad total de “cosas” presente – no cambiaron. Al hacer esto, Lavoisier defendió la idea de conservación de masa durante transformaciones (Figura 3). En otras palabras, a diferencia de los alquimistas antes de el que pensaron que estaban creando materia de la nada, Lavoisier propuso que sustancias no son ni creadas ni destruidas, si no cambiar forma durante reacciones. Las ideas de Lavoisier fueron publicadas en el trabajo seminal Traité élémentaire de Chimie en el anho 1789 (Lavoisier, 1789), el cual es muy aclamado como el nacimiento de la química moderna como una ciencia cuantitativa.

 Figura 3: La ley de Lavoisier de Conservación de Masa, la cual declara que sustancias no son ni creadas ni destruidas, si no cambian forma durante reacciones. En este ejemplo, los reactantes (zinc y dos moléculas de cloruro de hidrogeno) se convierten en diferentes productos (zinc cloruro e deshidrogeno), pero no se pierde ni se crea masa.

Proust: Ley de Composición Constante

Joseph Proust fue un actor francés que siguió en los pasos de Lavoisier. Proust llevo a cabo docenas de reacciones químicas, empezando con diferentes cantidades de varios materiales. Con el paso del tiempo, observó que sin importar como comenzaba cierta reacción química, el ritmo en la cual los reactantes se consumían siempre fueron constantes. Por ejemplo, trabajo extensivamente con carbonato de cobre y sin importar como cambiaba el ritmo de reactantes iniciales, el cobre, carbono y el oxígeno todos reaccionaban juntos en un ritmo constante (Proust, 1804). Como resultado, en los últimos años del siglo XVIII, Proust formulo la ley de composición constante (también se refería como la ley de proporciones definidas, Figura 4).

Se dio cuenta que cualquier sustancia química (que ahora definimos como compuesto) siempre consistía del mismo ritmo por masa de sus partes elementales sin importar el método de preparación. Esto fue un gran paso hacia la química moderna debido a que se creía previamente que las sustancias formadas durante reacciones químicas fueron aleatorias y desordenadas.

 Figura 4: Un ejemplo de la Ley de Proust de Composiciones Constante, el cual declara que cualquier compuesto siempre consiste de la misma proporción por la masa de sus partes elementales, sin importar el método de preparación.

Dalton: Ley de Múltiples Proporciones

El químico ingles John Dalton ayudo a aclarar las leyes de conservación de masa y proporciones definitivas en el año 1803 proponiendo que la materia consistía de átomos de sustancias únicas que no se podrían crear o destruir (vea nuestro módulo Las Primeras Ideas de la Materia para mas información).

Dalton extendió las ideas de Proust reconociendo que era posible que dos elementos formaran mas un compuesto, pero sin importar el compuesto, siempre contendría elementos combinados en proporciones enteras (Dalton, 1808). Esta observación se conoce mejor como la ley de proporciones múltiples (Figura 5) y con su teoría atómica, ayudó a cementar las observaciones de Lavoisier.

 Figura 5: La ley de Proporciones múltiples de Dalton, la cual declara que dos elementos pueden formar mas de un compuesto, pero el compuesto sin importar que era tendría siempre elementos combinados en proporciones enteras

Estos avances, adjuntados, formaron las bases para nuestro entendimiento moderno de reacciones químicas, ecuaciones químicas y estequiometria química o el proceso de expresar cantidades relativas y producen una reacción química.

Fuente: https://www.visionlearning.com/es/library/Qu%C3%ADmica/1/Reacciones-Qu%C3%ADmicas%C2%A0/54

 

Los 11 tipos de reacciones químicas

 

1. Reacciones de síntesis o adición

En este tipo de reacciones químicas se combinan dos o más sustancias para formar un único compuesto. La combinación de metal y oxígeno para formar óxidos es un ejemplo, dado que da pie a moléculas relativamente estables que en algunos casos pueden ser utilizadas para fabricar materiales frecuentes en nuestra vida cotidiana.

 

2. Reacciones de descomposición

Las reacciones de descomposición son aquellas en las que un compuesto concreto se descompone y divide en dos o más sustancias. Es lo que ocurre por ejemplo cuando se produce la electrólisis del agua, separándose el agua en hidrógeno y oxígeno.

 

3. Reacciones de desplazamiento, sustitución o intercambio

Uno de los tipos de reacción química en que un elemento de un compuesto pasa a otro debido a su interacción. En este caso el elemento traspasado se ve atraído por el otro componente, que debe tener mayor fuerza que el compuesto inicial.

 

4. Reacciones iónicas

Se trata de un tipo de reacción química que se produce ante la exposición de compuestos iónicos a un disolvente. El compuesto soluble se disuelve, disociándose en iones.

 

5. Reacciones de doble sustitución

Se trata de una reacción semejante a la de la sustitución, con la excepción de que en en este caso uno de los elementos que forman uno de los compuestos pasa el otro a la vez que este segundo compuesto pasa al primero uno de sus propios componentes. Es necesario para que se produzca la reacción que al menos uno de los compuestos no se disuelva.

 

6. Reacciones de oxidorreducción o redox

Se denomina como tal a aquel tipo de reacción química en que existe intercambio de electrones. En las reacciones de oxidación uno de compuestos pierde electrones en favor del otro, oxidándose. El otro compuesto se reduciría al aumentar su número de electrones.

Este tipo de reacciones ocurren tanto en la naturaleza como de manera artificial. Por ejemplo, es el tipo de reacción que hace que necesitemos respirar (adquiriendo oxígeno del medio) o que las plantas realicen la fotosíntesis.

 

7. Reacciones de combustión

Un tipo de oxidación extremadamente rápida y enérgica, en el que una sustancia orgánica reacciona con oxígeno. Esta reacción genera energía (generalmente calorífica y lumínica) y puede generar llamas y que suele tener como resultado un producto en forma de gas. Un ejemplo típico es la combustión de un hidrocarburo o del consumo de glucosa.

 

8. Reacciones de neutralización

Este tipo de reacción química se produce cuando una sustancia básica y otra ácida interaccionan de tal manera que se neutralizan formando un compuesto neutro y agua.

 

9. Reacciones nucleares

Se denomina como tal toda aquella reacción química en la que se provoca una modificación no de los electrones de los átomos, sino de su núcleo. Esta combinación o fragmentación va a provocar un elevado nivel de energía. Se denomina fusión a la combinación de átomos, mientras que su fragmentación recibe el nombre de fisión.

 

10. Reacciones exotérmicas

Se denomina reacción endotérmica a toda aquella reacción química que provoca la emisión de energía. Por lo general, estas emoisiones de energía se dan al menos en forma de calor, si bien en los casos en los que ocurren explosiones también aparece la energía cinética.

 

11. Reacciones endotérmicas

Las reacciones endotérmicas son todos aquellos tipos de reacción química en la que la interacción entre elementos absorbe energía del medio, siendo el producto final mucho más enérgico que los reactivos.

Fuente: https://psicologiaymente.com/miscelanea/tipos-de-reacciones-quimicas