Reacciones Químicas
La materia sufre diferentes tipos de cambios.
Físico, cuando cambian sus propiedades sin que ocurra un cambio en la composición de las sustancias.
Químicos, cuando se forman nuevas sustancias con propiedades y composiciones diferentes de las del material original.
Podemos decir que cuando se tiene un cambio químico es porque está ocurriendo una reacción química. Durante una reacción química se rompen los enlaces entre los átomos de los compuestos que se conocen como reactivos y se forman nuevos enlaces entre los distintos átomos de los elementos para dar lugar a nuevas sustancias que se consideran con el nombre de productos.
Tipos de Reacciones Químicas
La mayoría de las reacciones químicas donde participan sustancias inorgánicas pueden agruparse en cuatro categorías.
- De síntesis o combinación.
- De descomposición.
- De sustitución o desplazamiento simple.
- De sustitución desplazamiento doble.
Reacciones de Síntesis o Adición
Este tipo de reacciones se lleva a cabo cuando dos o más reactivos se combinan para formar un solo producto, es decir, todos los átomos participantes generan una sola molécula más compleja. Si representamos a los reactivos como A y B, las reacciones de síntesis pueden representarse como:
A + B —— AB
Es posible predecir el tipo de compuestos que se forman en una reacción de síntesis conociendo el comportamiento general de los metales, los no metales y algunos compuestos binarios cuando reaccionan con oxígeno, con hidrógeno o con agua.
Para escribir correctamente las fórmulas de los productos que se generen en este tipo de reacciones, se deben considerar las mismas reglas que se utilizan para escribir las fórmulas de los compuestos binarios y ternarios correspondientes.
Reacciones de Descomposición
En esta categoría se clasifican las reacciones donde un solo compuesto sufre un cambio químico para formar dos o más sustancias de estructura más simple, casi siempre por acción del calor, la presencia de algún catalizador o cuando se trata de compuestos muy inestables que en cuanto se forman, se descomponen en otras sustancias más estables. Los productos de esta clase de reacciones pueden ser compuestos o elementos. El esquema general para este tipo de reacciones es justo el opuesto a las reacciones de síntesis:
AB —- A + B
La predicción de los productos que se forman por la descomposición de un compuesto determinado es un poco más difícil, ya que se requiere conocer muy bien las propiedades químicas de las sustancias en cuestión.
Reacciones de Sustitución o Desplazamiento Simple
En este tipo de reacciones, un átomo desplaza a otro de la misma especie en su compuesto. Dependiendo de qué clase (metal o no metal) sea el reactivo A, el esquema general es el siguiente:
- Cuando A es un metal: A + BC —- AC + B
- Cuando A es un no metal: A + BC —- BA + C
En cada caso se sigue un criterio distinto para predecir los productos que se forman e incluso saber si hay o no reacciones.
Desplazamiento de un Metal por Otro Metal
Este tipo de reacciones es sumamente útil para obtener metales valiosos en forma pura, extrayéndolos del mineral donde se hallan de forma natural (en forma de óxido o de sal). Para saber si un metal es capaz de desplazar a otro que se encuentre formando parte de compuestos, debemos consultar la llamada serie de actividad o serie electroquímica, que ordena a los metales de mayor a menor poder reductor. Un metal A desplaza a un metal B que está integrado a un compuesto BC cuando A posee mayor actividad química.
El litio, al estar en la parte superior de la serie, es capaz de desplazar a todos los metales, incluso al hidrógeno que, aunque es no metal, se incluye en esta serie por actuar como un catión. Por su parte, el oro no desplaza a ningún metal ni al hidrógeno, dado que se encuentra en la parte más baja según puede apreciarse en la tabla.
Desplazamiento de un No Metal por Otro No Metal
Los no metales que comúnmente se emplean en este tipo de reacciones son los halógenos, que son agentes oxidables fuertes. El flúor es el más activo químicamente y por ello puede desplazar al resto de los halógenos. La serie de actividad de los halógenos se presenta a continuación. En ella, el no metal que está a la izquierda puede desplazar a todos los que están a su derecha, pero no sucede en sentido inverso:
F > Cl > Br > I
Reacciones de Sustitución o Desplazamiento Doble
Esta clase de reacciones, también conocidas como reacciones de doble desplazamiento o metátesis, difieren de las anteriores en un aspecto muy importante: no experimentan el fenómeno de oxidación-reducción que se verifica en las reacciones anteriores y que se estudia más adelante, sino que se llevan a cabo con iones que se intercambian entre dos compuestos cuando están en disolución acuosa. El esquema general para este tipo de reacciones es el siguiente:
AB + CD —- AD + CB
1. Que haya manifestaciones de energías en la reacción (calentamiento o enfrentamiento espontáneo). En esta categoría podemos mencionar un subgénero de reacciones de gran interés para el análisis químico: las reacciones de neutralización, en las que participan una base fuerte y un ácido fuerte.
Ecuaciones Químicas
Las reacciones químicas son procesos termodinámicos que transforman la materia. En este proceso, dos o más sustancias químicas, también llamadas reactivos, cambian su estructura molecular y enlaces químicos para consumir o liberar energía.
Balanceo de Ecuaciones Químicas
Una ecuación química balanceada es una ecuación algebraica que proporciona los números relativos de reactantes y productos en la reacción y tiene el mismo número de átomos de cada tipo tanto del lado izquierdo como del lado derecho de la ecuación, es decir, aquí se aplica la ley de la conservación de la materia.