Reacción química

    Representación de una reacción química

    Ley de Lavoisier

    Ajuste de una reacción química

    Tipos de reacciones químicas

Reacción química.

Es un proceso en el cual unas sustancias, llamadas reactivos, se transforman en otras llamadas productos. Los reactivos rompen sus enlaces originales para formar otro tipo de enlaces diferentes y distribuyendo sus átomos también de manera diferente.

Las sustancias que reaccionan (reactivos) se deben encontrar (chocar) con suficiente energía. Al chocar se romperán todos o algunos de los enlaces que tienen las moléculas que reaccionan; los átomos o grupos de átomos resultantes del choque reorganizarán sus enlaces, creándose otras sustancias diferentes a las iniciales (productos de la reacción).

Por tanto, en una reacción química tendrá lugar:

1. Las sustancias que reaccionan (reactivos) se deben encontrar. Normalmente necesitaremos otras sustancias que sirvan como punto de encuentro de los reactivos, estas sustancias no se modificarán en el proceso y se denominan catalizadores.

2. El choque que tiene lugar al encontrarse liberará suficiente energía para romper enlaces de las moléculas que participan en el fenómeno químico.

3. Se formarán nuevos enlaces, con la consiguiente aparición de compuesto diferentes a los iniciales (productos).

Resumiendo, las características más relevantes de las reacciones químicas son:

1. Tiene lugar un cambio en las propiedades de los cuerpos que reaccionan.

2. Existe una variación de energía que se pone de manifiesto en el transcurso del proceso.

Ver también: fenómeno físico y fenómeno químico

Representación de una reacción química.

A la izquierda pondremos la fórmula de los compuestos que reaccionan (reactivos) y a la derecha las fórmulas de los compuestos que se forman (productos). Entre medias pondremos una flecha  que señala el proceso de la reacción química.

Reactivos y productos tendrán un número delante de cada fórmula, el denominado coeficiente estequiométrico. Dicho coeficiente nos indica la proporción de moléculas con que reaccionarán los reactivos y la proporción de moléculas que obtendremos de productos.

También se suele poner después de cada fórmula una indicación del estado físico del compuesto por si fuera de interés:

(s)   si el compuesto se encuentra en estado sólido

(l)    si el compuesto se encuentra en estado líquido

(g)    si el compuesto se encuentra en estado líquido

(dis)  si el compuesto se encuentra disuelto (cualquier disolvente)

(aq)   si el compuesto se encuentra disuelto en agua

La energía que se produce o necesita la reacción también se suele indicar.

Por último si se desea señalar algo más sobre la reacción química (temperatura de la reacción, presión, catalizadores,...) se pondría encima o debajo de la flecha.

No olvides que al escribir las reacciones químicas ponemos a la izquierda los reactivos y a la derecha los productos pero que al ocurrir las reacciones ni los unos ni los otros se mueven del lugar en el que se encuentran. Las reacciones químicas tienen lugar en un recipiente (denominado reactor) y es en dicho lugar donde desaparecen los reactivos y aparecen los productos. La escritura a la izquierda de reactivos y a la derecha de los productos es una forma de representar el avance de la reacción pero no quiere decir que se desplacen de izquierda a derecha.

Ley de Lavoisier.

La 'Ley de Lavoisier' o 'Ley de conservación de la masa' dice que en todas las reacciones químicas, la suma de la masa de los reactivos debe ser igual a la suma de la masa de los productos. Como la masa es debida a los átomos que forman las sustancias, la ley de Lavoisier implica lo siguiente: "Los átomos se conservarán en una reacción química. Es decir, antes de la reacción y después de la reacción, tendremos el mismo número de átomos de cada uno de los elementos existentes. La única diferencia es que dichos átomos estarán unidos de otra forma"

Ajuste de una reacción química.

Esto se realiza colocando números delante de las formulas de manera que a ambos lados de la flecha se tenga el mismo numero y tipo de átomos. No olvides que sólo puedes cambiar los números que se ponen delante de las fórmulas (coeficientes estequiométricos), no se pueden tocar los subíndices de las fórmulas puesto que el compuesto cambiaría al modificar los subíndices. Como estos coeficientes afectan al número total de átomos que interviene en la reacción, ajustar una reacción química es hacer cumplir la ley de Lavoisier para la reacción escrita: igual número de átomos de cada elemento en reactivos y en productos.

1. Una forma de realizar el ajuste es por tanteo. Veamos un ejemplo:

a Fe  +  b O₂  →  c Fe₂O₃

El número de átomos de oxígeno (a) deberá ser divisible por 2 y por 3 porque cada molécula de O₂ contiene dos átomos de oxígeno y cada molécula de Fe₂O₃ contiene tres átomos de oxígeno. El menor número divisible por 2 y 3 es el 6. Por tanto, en la reacción pondremos como 'b' el número 3 (tres moléculas de oxígeno que son seis átomos):

a Fe  +  3 O₂  →  c Fe₂O₃

Para tener el mismo número de átomos de oxígeno en ambos lados, deberemos poner 'c' como 2 (3·2 = 6 átomos de oxígeno a la izquierda y 2·3 = 6 átomos de oxígeno a la derecha):

a Fe  +  3 O₂  →  2 Fe₂O₃

Por último, 'a' deberá ser 4 para que el número de átomos de Fe en ambos lados sea el mismo:

4 Fe  +  3 O₂  →  2 Fe₂O₃ 

2. Otra forma de realizar el ajuste de una reacción química es por el método matemático. Dicho método consiste básicamente en lo siguiente:

1. Asigna una letra a cada coeficiente estequiométrico.  Conviene asignarlas por orden alfabético de izquierda a derecha.

2. Cogemos el primer elemento de la izquierda y planteamos la ecuación que representa el balance de átomos de dicho elemento:

                  Nº de átomos del elemento en la izquierda = Nº de átomos del elemento en la derecha

3. Continuando por la izquierda de la reacción química, planteamos otra ecuación para el siguiente elemento diferente. De esta forma tendremos el balance de átomos de todos los elementos diferentes que existen en la reacción química.

4. Siempre tendremos una ecuación menos que incógnitas. En algún caso podríamos obtener más ecuaciones pero si nos fijamos bien veremos que algunas son equivalentes.

5. Asignamos el valor 1 a la letra (incógnita) que queramos.

6. Resolvemos el resto de las ecuaciones.

7. Si en los resultados tenemos decimales o fracciones, debemos multiplicar todas las incógnitas por un mismo número de tal forma que desaparezcan

            Ver ejemplo animado

Tipos de reacciones químicas.

Las reacciones químicas se pueden clasificar en función del tipo de transformación en las siguientes:

1. Reacciones de combinación o síntesis

Ocurre cuando se unen dos o mas sustancias para formar otra sustancia, cuyas moléculas son el resultado de una reagrupación de átomos de los reactivos:     

A  +  B  →  AB

Ejemplo.  La síntesis del amoníaco:    N₂  +  3 H₂    →   2 NH₃

2. Reacciones de descomposición

Ocurre cuando a partir de un compuesto se forman dos o más sustancias:  

AB   →   A   +  B

Ejemplo.  La descomposición del carbonato cálcico:   CaCO₃   →   CaO   +  CO₂

3. Reacciones de desplazamiento o sustitución

En ellas un elemento de un compuesto es sustituido por otro que interviene en la reacción: 

A  +  BC    →  B  + AC

aquí el elemento B del compuesto BC es sustituido por el elemento A.

Ejemplo.  El desplazamiento del iodo por el bromo en el ioduro de sodio:   2 NaI  +  Br₂    →   2 NaBr  +  I₂

4. Reacciones de intercambio o doble sustitución

Ocurre cuando reaccionan dos compuestos que intercambian elementos, produciéndose dos nuevos compuestos:

AB  +  CD    →   CB  +  AD

Ejemplo.  La neutralización ácido - base:   HCl   +  NaOH    →   NaCl   +  H₂O