Introducción a la Química Reacciones Químicas Reacciones Químicas Una reacción química o cambio químico, es todo proceso en el cual una o más sustancias (llamadas reactivos) se transforman en otra u otras sustancias (llamadas productos). Los reactivos y productos pueden ser tanto elementos como compuestos. La ecuación química es la representación simbólica de una reacción química. Los coeficientes estequiométricos son números que anteceden a cada sustancia química y que indican el número de moléculas o moles de la sustancias necesarios para que tenga lugar la reacción química. Generalmente acompaña a cada sustancia como subíndice y entre paréntesis una indicación del estado en que se encuentra el reactivo o producto. Además es común realizar anotaciones a modo de agregados de las características necesarias para que se dé la reacción a modo de notas adicionales ubicadas sobre la flecha de reacción. Los tipos de productos obtenidos a partir de ciertos reactivos dependen de las condiciones bajo las que se produce la reacción química. No obstante, aunque los productos pueden variar según cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reacción química. Estas magnitudes conservadas durante procesos químicos son: el número de cada tipo de átomo presente, la carga eléctrica y la masa total. Leyes de Conservación: La ley de conservación de la masa, ley de conservación de la materia es una de las leyes fundamentales en todas las ciencias naturales. Fue elaborada independientemente por Mijaíl Lomonósov en 1745 y por Antoine Lavoisier en 1785. Se puede enunciar como: «En una reacción química ordinaria la masa permanece constante, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la masa obtenida de los productos». Una salvedad que hay que tener en cuenta es la existencia de las reacciones nucleares, en las que la masa sí se modifica de forma sutil, en estos casos en la suma de masas hay que tener en cuenta la equivalencia entre masa y energía. La ley de la conservación de la energía constituye el primer principio de la termodinámica. Durante la década de 1840, varios físicos entre los que se encontraban Joule, Helmholtz y Meyer, fueron desarrollando esta ley, sin embargo; fueron primero Clausius en 1850 y Thomson (Lord Kelvin) un año después quienes escribieron los primeros enunciados formales. Teoría de Reacciones Químicas Página 1 Introducción a la Química Reacciones Químicas «La cantidad total de energía en cualquier sistema aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía». En concordancia con diferentes resultados experimentales existentes, el principio de conservación de la carga establece que no hay destrucción ni creación neta de carga eléctrica, y afirma que: «En todo proceso electromagnético la carga total de un sistema aislado se conserva ». Tipos de Reacciones Químicas: La clasificación de las reacciones químicas no es excluyente en general, es por ello que una reacción química puede a veces ser tipificada en varios de los tipos especificados en la clasificación que se dará a continuación: Reacciones de Oxido-Reducción o Reacciones Redox: Con el término oxidación se hace referencia al incremento del número de oxidación y consecuente pérdida o aparente perdida de electrones de un elemento como resultado de una reacción química, por el contrario; con el término reducción se hace referencia al decremento o aparente decremento del número de oxidación de un elemento a consecuencia de una reacción química. Las reacciones de óxido-reducción son aquellas en las que un elemento o elementos se oxidan mientras que otro u otros se reducen. Son procesos acoplados e inseparables en cumplimiento con el Principio de Conservación de la Carga. Ejemplo: ⏞ ⏞ → ⏞⏞ Reacciones de Combinación o Síntesis: son aquellos cambios químicos en los cuales dos o más sustancias se combinan para formar un compuesto. o Elemento + Elemento → Compuesto Ejemplo → o Elemento + Compuesto → Compuesto Ejemplo → o Compuesto + Compuesto → Compuesto Ejemplo Reacciones de Descomposición: son aquellos fenómenos químicos en los cuales un compuesto se transforma en dos o más sustancias. o Compuesto → elemento + elemento Ejemplo → Teoría de Reacciones Químicas Página 2 Introducción a la Química Reacciones Químicas o Compuesto → elemento + compuesto Ejemplo → o Compuesto → compuesto + compuesto Ejemplo → Reacciones de Desplazamiento o simple sustitución: Son aquellas reacciones químicas en las cuales un elemento desplaza a otro elemento desde un compuesto para la generación de otro compuesto nuevo. o Me más activo + sal de Me menos activo → sal de Me más activo + Me menos activo Ejemplo o Me activo + acido no oxidante → hidrogeno gas + sal de Me menos activo Ejemplo o NoMe activo + sal de NoMe menos activo → NoMe menos activo + sal de NoMe activo Ejemplo Reacciones de Methatesis o doble sustitución: En muchas reacciones en solución, los iones pueden cambiar su contraión formándose dos nuevos compuestos, sin la necesidad de que exista un cambio de número de oxidación. o Reacciones de Neutralización: Ejemplo o Reacciones de Precipitación: Ejemplo o Reacciones con desprendimiento de gas: Ejemplo Teoría de Reacciones Químicas Página 3