¿Qué son las reacciones químicas?
Las reacciones químicas son procesos termodinámicos que transforman una materia. En este proceso, dos o más sustancias químicas, también llamadas reactivos, cambian su estructura molecular y enlaces químicos para consumir o liberar energía. De esta manera, consiguen generar unas nuevas estructuras químicas distintas a las iniciales llamadas productos.
Estos procesos pueden darse de manera natural y espontánea en la naturaleza, así como también pueden generarse a través de la intervención humana en un entorno de condiciones controladas como un laboratorio.
Las reacciones químicas se expresan a través de ecuaciones químicas, fórmulas que describen los reactivos participantes, así como el resultado o producto obtenido. Estas ecuaciones también suelen describir las condiciones en las que se produce la reacción química, es decir, si están en presencia de calor, luz, etc.
¿Cuáles son los conceptos asociados a las reacciones químicas?
- Materia: es todo lo que ocupa un espacio y tiene masa, forma, peso y volumen, por lo tanto, es perceptible.
- Átomos: se trata de la unidad más pequeña de la materia y tiene características propias de un elemento químico.
- Elemento químico: se trata de un tipo de materia hecha por átomos de una misma clase.
- Molécula: son grupos de átomos, ya sean iguales o diferentes, que se mantienen juntos. En el momento en que se separan, afectan o destruyen las propiedades de la sustancia.
- Enlace: responsable de establecer las interacciones entre los átomos y las moléculas.
- Compuesto químico: se trata de una sustancia que se forma a partir de la combinación de dos o más elementos de la tabla periódica.
- Sustancia química: es una materia con composición química definida, resultado de la combinación de dos elementos químicos y conformadas por moléculas y átomos. Sus elementos no pueden separarse por ningún medio físico.
- Productos: sustancias que resultan de la reacción química y que cumplen una determinada función. Están formados por uno o más compuestos químicos.
¿Cuáles son las características de las reacciones químicas?
- En una reacción química los átomos no cambian, lo que cambia son los enlaces que los unen.
- La mayoría de las reacciones químicas ocurren en soluciones acuosas.
- Pueden ser reversibles, si los productos pasan a ser reactantes, o irreversibles, cuando los productos no vuelven a formar los reactivos que le dieron origen.
- Las reacciones pueden ser simples, cuando requieren un solo paso para que los reactivos se conviertan en productos, o complejas, cuando pueden presentar varios pasos entre los reactivos y el producto, pudiendo formar, además, compuestos intermediarios.
¿Cómo ocurre una reacción química?
Una reacción química ocurre cuando las moléculas en movimiento se golpean entre sí, rompiendo sus enlaces y produciendo un intercambio de átomos que forman nuevos productos. Otra forma en la que una reacción química puede ocurrir es a través de la vibración propia de las sustancias que, cuando lo hacen con energía suficiente, se pueden romper en moléculas más pequeñas.
¿Qué explica la ley de la conservación de la materia?
La ley de la conservación de la materia es fundamental en todas las ciencias naturales, pero en especial en la química. Plantea que en toda reacción química la masa se conserva, es decir que la materia consumida en el proceso, es igual a la masa que resulta de los productos formados.
El planteamiento enuncia lo siguiente: en un sistema aislado, durante toda reacción química ordinaria, la masa total en el sistema permanece constante, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la masa de los productos obtenidos.
Esta ley fue planteada, en un principio, por el científico ruso Mijaíl Lomonósov, en 1748, aunque realmente, no fue hasta 40 años después que la desarrolló el químico francés Antoine-Laurent de Lavoisier. Por esta razón, la ley también lleva el nombre de Ley de Lomonósov-Lavoisier. En resumen, aunque la masa no se puede crear ni destruir, sí puede transformarse, así como las entidades asociadas con ella pueden cambiar de forma.
¿Cuáles son los tipos de reacciones químicas que existen?
- Reacción de síntesis o adición (combinación): cuando dos o más reactivos se combinan para formar un producto más complejo.
- Reacción de desplazamiento, sustitución o intercambio: en este tipo de reacción se sustituyen los elementos de los compuestos para crear unos nuevos. Pueden ser simples, cuando un elemento desplaza a otro, o dobles, cuando se intercambian elementos.
- Reacciones de descomposición: cuando un compuesto químico se divide en sustancias más simples. Este tipo de reacciones son opuestas a las de adición.
- Reacciones de oxidación-reducción: cuando se produce una transferencia o intercambio de electrones. Mientras un compuesto pierde electrones (se oxida), el otro los gana (se reduce).
- Reacciones ácido-base: en este tipo de reacciones una sustancia básica se neutraliza con otra ácida y el resultado es un compuesto neutro y agua.
- Reacciones de combustión: son similares a las de oxidación y reducción, aunque se diferencian porque en las de combustión la oxidación ocurre rápidamente. Para que ocurra, un material combustible se combina con oxígeno y desprende energía.
- Reacciones exotérmicas o endotérmicas: las primeras desprenden calor del proceso reactivo y las segundas lo requieren.
- Reacciones endoluminosas y exoluminosas: las primeras necesitan de la luz para ocurrir, las segundas emiten luz.
- Reacciones exoeléctricas y endoeléctricas: las primeras transfieren energía eléctrica al exterior y las segundas la requieren.
