5.1. Las reacciones químicas

CAMBIO QUÍMICO

Un cambio químico es aquel en el que tiene lugar la aparición de sustancias nuevas que no estaban presentes antes de iniciarse el cambio.

Para saber si en un proceso está teniendo lugar algún cambio químico debemos observar fenómenos como:

• Desprendimiento de un gas. Las nuevas sustancias que aparecen pueden ser gaseosas, observándose unas burbujitas durante el cambio.

• Cambio de color. Las nuevas sustancias pueden tener un color diferente a las iniciales.

• Intercambio de energía térmica. En todos los cambios químicos tiene lugar un intercambio de energía, que puede manifestarse como un enfriamiento o un calentamiento del medio de reacción.

• Liberación de energía en forma de luz. Algunas reacciones químicas dan lugar a fenómenos luminosos.

REACTIVOS Y PRODUCTOS

Una reacción química tiene lugar cuando las sustancias de partida, llamadas reactivos, se transforman en otras sustancias nuevas, llamadas productos.

Un ejemplo de reacción química es la combustión del gas natural, formado principalmente por metano, cuya fórmula química es CH4. Para que tenga lugar la combustión del metano, este debe combinarse con oxígeno (si no hay oxígeno, no hay combustión). Después de la combinación, el resultado es Dióxido de Carbono, CO2, y Agua, H2O. El esquema podría ser el siguiente:

Podemos preguntarnos ¿por qué juntando metano con oxígeno, y dándole una chispa, se forma dióxido de carbono y agua que son sustancias completamente distintas? La respuesta es la siguiente:

En una reacción química, la aparición de nuevas sustancias es consecuencia de una reordenación de los átomos que forman los reactivos para formar los productos.

Fíjate en el siguiente dibujo cómo se produce la reordenación. Si te fijas bien, se juntan dos moléculas de oxígeno, con una molécula de metano, y forman una molécula de dióxido de carbono y dos moléculas de agua.

Observa también como hay igual número de bolitas de color rojo al principio y al final de la reordenación. Y lo mismo sucede con la bolita negra y las bolitas grises.

CARACTERÍSTICAS DE LAS REACCIONES QUÍMICAS

Las reacciones químicas tienen las siguientes características:

• Mientras ocurre una reacción química, existe intercambio de energía

• Las reacciones químicas pueden ser:

o Reversibles: los reactivos se combinan para formar productos, pero los productos también pueden combinarse para formar nuevamente los reactivos.

o Irreversibles: una vez que se han formado los productos, estos no pueden combinarse entre sí para dar lugar nuevamente a los reactivos.

• Los estados de agregación de los reactivos y los productos no tienen por qué ser iguales, es decir, en una reacción entre un sólido y un líquido se puede formar una sustancia gaseosa.

TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS

Según cómo se reagrupen los átomos durante su transformación, las reacciones pueden ser:

En toda reacción química se produce un intercambio de energía entre las sustancias que intervienen y el medio:

Se basa en la Teoría Cinética de la Materia, que parte del hecho de que las partículas que constituyen en la materia están en continuo movimiento, lo que lleva consigo la existencia de choques más o menos energéticos.

Así, la teoría de colisiones dice que una reacción química ocurre porque las moléculas de reactivos chocan entre sí con suficiente energía (colisión eficaz) como para que rompan los enlaces que mantienen unidos a los átomos de los reactivos, dando lugar a una reagrupación en forma de nuevos enlaces para constituir los productos.

Es importante saber que no todas las colisiones tienen lugar con la suficiente energía. Cuando tiene suficiente energía se llama colisión eficaz, pues da lugar a reacción química. Cuando no tiene lugar con suficiente energía da lugar a una colisión ineficaz, no dando lugar a reacción química.

La velocidad de una reacción química se cuantifica observando cómo disminuye la cantidad de reactivos, o como aumenta la cantidad de los productos, en un determinado intervalo de tiempo.

Los factores que favorecen el aumento de la frecuencia de colisiones eficaces, favorecerán el aumento de la velocidad de reacción.