domingo, 2 de octubre de 2011

Reacciones Químicas

Una reacción química o cambio químico es todo proceso químico en el cual dos o más sustancias (llamadas reactivos), por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro.
A la representación simbólica de las reacciones se les llama ecuaciones químicas.



Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar según cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reacción química. Estas cantidades constantes, las magnitudes conservadas, incluyen el número de cada tipo de átomo presente, la carga eléctrica y la masa total.

CARACTERÍSTICAS DE LAS REACCIONES QUÍMICAS

La o las sustancias nuevas que se forman suelen presentar un aspecto totalmente diferente del que tenían las sustancias de partida.
Durante la reacción se desprende o se absorbe energía:
Reacción exotérmica: se desprende energía en el curso de la reacción.
Reacción endotérmica: se absorbe energía durante el curso de la reacción.
Se cumple la ley de conservación de la masa: la suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos. Esto es así porque durante la reacción los átomos ni aparecen ni desaparecen, sólo se reordenan en una disposición distinta.

ECUACIONES QUÍMICAS

    Una reacción química se representa mediante unA ecuación química. Para leer o escribir una ecuación química, se deben seguir las siguientes reglas:
Las fórmulas de los reactivos se escriben a la izquierda, y las de los productos a la derecha, separadas ambas por una flecha que indica el sentido de la reacción.
                                                                             REACTIVOS  A PRODUCTOS
A cada lado de la reacción, es decir, a derecha y a izquierda de la flecha, debe existir el mismo número de átomos de cada elemento.
    Cuando una ecuación química cumple esta segunda regla, se dice que está ajustada o equilibrada. Para equilibrar reacciones químicas, se ponen delante de las fórmulas unos números llamados coeficientes, que indican el número relativo de átomos y moléculas que intervienen en la reacción.

VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA

 Para saber si una reacción es rápida o lenta, hay que conocer la velocidad a la que transcurre.  Podemos definir velocidad de reacción como la variación de cantidad de sustancia formada o transformada por unidad de tiempo.
    En general, para determinar la velocidad de una reacción, hay que medir la cantidad de reactivo que desaparece o la cantidad de producto que se forma por unidad de tiempo.
 Factores que afectan a la velocidad de reacción
    la velocidad de una reacción se ve influida por una serie de factores; entre ellos se pueden destacar:
  • Naturaleza de los reactivos




 Se ha observado que según los reactivos que intervengan, las reacciones tienen distinta velocidad, pero no se ha podido establecer aún unas reglas generales.



  • Concentración de los reactivos

    La velocidad de reacción aumenta con la concentración de los reactivos.  Para aumentar la concentración de un reactivo:
Si es un gas, se consigue elevando su presión.
Si se encuentra en disolución, se consigue cambiando la relación entre el soluto y el disolvente.

  • Superficie de contacto de los reactivos

    Cuanto más divididos están los reactivos, más rápida es la reacción. Esto es así porque se aumenta la superficie expuesta a la misma.



  • Temperatura

    En general, la velocidad de una reacción química aumenta conforme se eleva la temperatura.
  • Presencia de catalizadores

    Un catalizador es una sustancia, distinta a los reactivos o los productos, que modifican la velocidad de una reacción. Al final de la misma, el catalizador se recupera por completo e inalterado. En general, hace falta muy poca cantidad de catalizador.

IMPORTANCIA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS

IMPORTANCIA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS




  Estamos rodeados por reacciones químicas; tienen lugar en laboratorios, pero también en fábricas, automóviles, centrales térmicas, cocinas, atmósfera, interior de la Tierra... Incluso en nuestro cuerpo ocurren miles de reacciones químicas en cada instante, que determinan lo que hacemos y pensamos.
    De toda la variedad de reacciones posibles, vamos a ver dos: las de neutralización y las de combustión. Pero antes de verlas, es necesario conocer y dominar el concepto de ácido y base.


Ácidos y bases
   Para distinguir si una sustancia es ácida o básica, se utiliza la escala de pH, comprendida entre el 1 y el 14:


  1. Si una sustancia tiene un pH igual a 7, se dice que es neutra, ni ácida ni básica (por ejemplo, el agua pura).
  2. Si una sustancia tiene un pH menor que 7, tiene carácter ácido.
  3. Si una sustancia tiene un pH mayor que 7, tiene carácter básico.

 Neutralización
    Cuando entran en reacción un ácido (por ejemplo, HCl) y una base (NaOH), el primero se disocia liberando H+ y Cl-, mientras que el segundo se disocia en Na+ y OH-. Los iones Cl- y Na+ se unen formando una nueva sustancia neutra (en este caso NaCl), llamada sal y los iones H+ y OH- se unen por su parte para forman H2O, es decir, agua.

ácido + base         →         sal + agua

  


La Combustión
    La combustión es el proceso químico por el cual una sustancia, llamada combustible, reacciona con el oxígeno. En general, esta reacción es fuertemente exotérmica, desprendiéndose energía en forma de calor, luz o sonido.
    Esta reacción no tiene lugar de forma espontánea, sino que, para que comience, ha de aportarse energía a través de una llama o de una chispa eléctrica. Eso si, una vez empezada, continúa por sí sola hasta que se agote el combustible o el oxígeno.
    Es una reacción de gran importancia, tanto en la naturaleza como para la actividad humana, ya que es la forma en que los seres vivos y los artefactos humanos obtienen de forma muy mayoritaria su energía.  Reacciones de combustión particularmente importantes son:
La combustión del carbono. Su ecuación química es la siguiente: C(s) + O2(g)  →    CO2(g). El producto es dióxido de carbono y se desprende energía lumínica y calorífica. Cuando esta reacción tiene lugar con poco oxígeno, la reacción es entonces: C(s) + ½O2(g)  →    CO(g), formándose monóxido de carbono, un gas venenoso y muy peligroso.
La combustión de hidrocarburos (compuestos cuya base es carbono e hidrógeno). En esta reacción se forma CO2 y vapor de agua. Es la reacción que tiene lugar en la combustión de los combustibles fósiles (carbón y petróleo), fuente básica de obtención de energía en nuestra sociedad. Un ejemplo de esta reacción es la combustión del metano:
CH4(g) + 2O2(g)  →    CO2 (g) + 2 H2O (g)
La combustión de la glucosa en el cuerpo humano. La glucosa, procedente de la digestión de ciertos alimentos o de la transformación de otras sustancias, reacciona con el oxígeno presente en las células, produciendo CO2, agua y liberando energía. Esta reacción es lo que se conoce como respiración, cuya importancia no es necesario recordar.
    Un punto importante a destacar, es que los productos de la combustión, fundamentalmente el dióxido de carbono, tienen una gran incidencia cuando son liberados al medio ambiente, ya que este gas es el que produce mayor EFECTO INVERNADERO.