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Clasificación de las reacciones químicas |
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Las reacciones químicas se clasifican por
la energía que requieren o liberan, o bien por el proceso
a que se someten los reactivos.
Si una reacción química libera energía,
se llama reacción exotérmica. El ejemplo más
común es la combustión, en la cual la energía
se manifiesta en forma de calor y luz. Si, por el contrario, la
reacción química requiere energía del medio
para efectuarse, recibe el nombre de reacción endotérmica.
La fotosíntesis es un proceso de esta clase, porque requiere
de la luz solar para realizarse.
Dos tipos de reacciones consideradas muy importantes
son las de síntesis y las de descomposición.
- Reacción de síntesis o combinación.
En ésta, dos o más sustancias se unen para formar
otra; por ejemplo, cuando se combinan azufre y hierro, se sintetiza
sulfuro de hierro. El polvo amarillo de azufre y la limadura
de hierro reaccionan y se convierten en un nuevo producto que
posee propiedades totalmente distintas de las que caracterizan
a esos elementos.
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Las reacciones de este tipo tienen gran utilidad
industrial; gracias a ellas, cada día se cuenta con nuevos
productos, como medicamentos, plástico, materiales cerámicos,
etc.
- Reacción de descomposición. En este caso, una
sustancia se divide en otras dos, que forzosamente son más
sencillas, es decir, están compuestas por menos átomos.
Muchas reacciones de descomposición requieren
energía eléctrica para llevarse a cabo; por ejemplo,
mediante la corriente eléctrica se pueden separar el oxígeno
y el hidrógeno que forman el agua. El proceso que consiste
en separar sustancias químicamente por medio de la electricidad
se conoce como electrólisis. |
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La información contenida
en una reacción química
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Una ecuación química es una forma
sencilla de describrir una reacción química: es
como una oración gramatical, donde se usan fórmulas
y símbolos en lugar de palabras. Por medio de una ecuación
química se proporciona mucha información de manera
concisa y breve.
El magnesio metálico y el oxígeno
del aire dan lugar a una reacción de combustión,
que produce óxido de magnesio. La ecuación que describe
esta reacción es la siguiente:
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En una ecuación química, el signo
“+” se lee como “reacciona con” y la flecha,
como “produce”. Los compuestos o elementos que aparecen
del lado izquierdo de la flecha se denominan reactivos, y los
de lado derecho, productos. En el ejemplo, los reactivos son el
magnesio y el oxígeno; el producto, el óxido de
magnesio.
El estado físico de las sustancias que intervienen
en una reacción química también se indica
en la ecuación; para ello se anotan subíndices entre
paréntesis después de cada fórmula. Se usa
el subíndice (s) cuando la sustancia aparece en estado
sólido, (l) si es líquida y (g) cuando se presenta
en forma de gas. Si alguno de los reactivos o productos está
en disolución acuosa, se escribe (ac).
Las condiciones necesarias para efectuar una reacción
pueden señalarse arriba o abajo de la flecha; éste
seria el caso de alguna temperatura o presión determinadas.
Una delta mayúscula (Ð), colocada sobre la flecha,
indica que debe suministrarse calor para que se produzca la reacción.
Ejemplo:
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En el cuadro de abajo, están
los símbolos de uso común en las reacciones químicas. |
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Símbolo |
Significado |
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Produce (n); apunta hacia los productos |
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Reacción reversible |
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Gas que se desprende; se escribe después
de la fórmula |
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Sólido que se forma o precipitado;
se anota después de la fórmula |
(s) |
Estado sólido |
(l) |
Estado líquido |
(g) |
Estado gaseoso |
(ac) |
Disolución acuosa |
Δ |
Calor |
+ |
Más o reacciona con; se escribe
entre las fórmulas de las sustancias |
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Balanceo de reacciones de síntesis |
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Como una ecuación química es la descripción
de un proceso químico, para escribir una ecuación
completa es necesario saber qué sucede en la reacción,
o sea, conocer los reactivos y los productos. En este sentido,
una ecuación química tiene un significado cualitativo.
Sin embargo, las ecuaciones químicas poseen
también una expresión cuantitativa, que debe ser
consistente con la ley de conservación de la materia. Esto
significa que una ecuación debe contener el mismo número
de átomos de cada tipo en ambos lados. Cuando este requisito
se cumple, la ecuación está balanceada.
Para balancear una ecuación química
se anteponen a cada fórmula números enteros, llamados
coeficientes estequiométricos. Estos números indican
la cantidad de átomos o moléculas que intervienen
en la reacción y el número de moles de reactivos
y productos. Considérese, por ejemplo, la reacción
que da como resultado el agua:
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Esta ecuación indica que
dos moléculas de hidrógeno, o dos moles de moléculas
de hidrógeno, reaccionan con una molécula de oxígeno,
o un mol de moléculas de oxígeno, para generar dos
moléculas de agua, o dos moles de moléculas de agua. |
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Existen varios métodos para balancear ecuaciones;
el más sencillo es conocido como balanceo por tanteo.
Algunas ecuaciones se balancean fácilmente
por tanteo, pero es necesario poner atención en el procedimiento
y cuidar que se cumpla la ley de conservación de la materia.
El método de balanceo por tanteo consiste en ajustar el
número de átomos de cada elemento para que coincida
en ambos lados de la ecuación. Nunca debe cambiarse la
fórmula de un compuesto para obtener una ecuación
balanceada, es decir, se deben respetar siempre los subíndices.
No existe una sola manera de balancear las reacciones
por tanteo; cada reacción debe tratarse de manera individual.
Sólo la práctica permitirá hacer esto con
rapidez y facilidad.
Las reacciones de síntesis son aquellas en
que dos reactivos se combinan para dar un producto. La forma general
de la ecuación correspondiente es ésta:
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Donde A y B son elementos o compuestos
y AB es siempre un compuesto. Para balancear una reacción
de síntesis pueden seguirse los siguientes pasos:
- Contar y comparar el número de átomos de cada
elemento en ambos lados de la ecuación para determinar
los que deben balancearse.
- Identificar los metales y los no metales para comenzar el
balanceo por los primeros, continuar con los segundos y finalizar
con el hidrógeno y el oxígeno.
- Balancear uno por uno los elementos, colocando números
enteros (coeficientes estequiométricos) delante de las
fórmulas respectivas.
- Seleccionar los números más pequeños
que igualen el número de átomos en ambos lados
de la ecuación. Debe tomarse en cuenta que un número
colocado delante de una fórmula multiplica cada átomo
de ésta. Cuando el número que multiplica la fórmula
es 1, no se escribe.
-
Comprobar que el balanceo de un elemento no
descompone los demás. Si al balancear un elemento, se
desbalancean otros, deben efectuarse los ajustes necesarios.
-
Comprobar que el número de átomos
de cada elemento sea igual en ambos lados de la ecuación.
A continuación se presentan algunos ejemplos
de balanceo por tanteo.
En la reacción de síntesis del cloruro
de hidrógeno (o ácido clorhídrico), se presentan
las siguientes especies: |
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Si se cuentan los átomos de la ecuación,
puede observarse que del lado izquierdo hay dos de hidrógeno
y dos de cloro, mientras que del derecho sólo hay un átomo
de cada elemento.
Se coloca un número 2 delante de la fórmula
del cloruro de hidrógeno, y la ecuación queda balanceada.
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