Definición de reacción química.

Una reacción química, también referida como cambio químico o fenómeno químico, es un proceso termodinámico en donde dos o más reactivos conducen a una transformación química, modificando la estructura molecular de los electrones y causando la ruptura de enlaces entre átomos. El resultado del proceso se denomina ‘producto’.

En el artículo 20 Ejemplos de Cambios Químicos de la Materia, aprendimos que “las reacciones químicas ocurren por las propiedades químicas de la materia, aquellas donde los enlaces moleculares se rompen y dan paso a nuevas sustancias ante procesos específicos”.

Algunos ejemplos de propiedades químicas de la materia son acidez, poder oxidante, combustibilidad, esterificación, fermentación, hidrólisis, putrefacción, saponificación, etc.

Cuando observamos algún tornillo con oxidación, estamos percibiendo una reacción química por la reacción del hierro natural con el oxígeno. Y dentro de nuestra vida diaria, las reacciones químicas están presentes cuando colocamos una pastilla efervescente en agua o vemos alguna bebida fermentada, entre otros ejemplos. 

Tipos de reacciones químicas.

Se identifican varios tipos de reacciones químicas y algunas subclasificaciones con base a sus características distintivas. 

Los tipos de reacciones se denominan ‘criterios’ y son generalmente 4: Energético, Cinético, según la transformación que se produce y según la partícula intercambiada.

Criterio energético

Exotérmica.

Endotérmica.

Criterio cinético

Rápidas.

Lentas.

Según la transformación que se produce

Síntesis.

Descomposición.

Sustitución.

Según la partícula intercambiada

Reacciones de precipitación.

Reacciones de oxidación-reducción (redox).

Reacciones ácido-base.

CRITERIO ENERGÉTICO.

Considera si en el proceso químico el sistema libera o absorbe calor.

Se divide en dos: EXOTÉRMICA y ENDOTÉRMICA.

EXOTÉRMICA: Son las reacciones que liberan o emiten energía en forma de calor o de luz. En estas reacciones, la energía final de los productos es mayor que la energía inicial de los reactivos; por lo tanto, la variación de energía es positiva.

Ejemplos: la quema de una vela, una explosión, una mezcla de agua y ácidos fuertes.

ENDOTÉRMICA: Son las reacciones químicas que absorben energía en forma de calor. En estas reacciones, los productos tienen más energía que los reactivos; por lo tanto, la variación de energía es positiva. Suelen estar asociadas a la disociación de las moléculas.

Ejemplos: La fotosíntesis, la producción de ozono, la evaporación del agua líquida y la sublimación de dióxido de carbono.

CRITERIO CINÉTICO.

El criterio cinético es un área de la fisicoquímica que mide la velocidad de las reacciones químicas y cómo cambia esa rapidez bajo condiciones variables. 

La velocidad de reacción está conformada por la velocidad de formación y la velocidad de descomposición. Es la rapidez con que se modifica la concentración de un producto o un reactivo con el paso del tiempo.

 Los factores que afectan la velocidad de reacción química son:

  • La naturaleza de la reacción – Algunas reacciones son más rápidas que otras por sus características naturales.

 

  • Concentración – Es la abundancia de un constituyente dividido por el volumen total de una mezcla.

 

  • Presión – Entre mayor presión, mayor velocidad habrá en las reacciones.

 

  • Orden de reacción – Controla cómo afecta la presión a la velocidad de reacción.

 

  • Temperatura – A mayor temperatura, mayor energía.

 

  • Disolvente – Las propiedades que conforman un solvente afectan la velocidad de reacción.

 

  • Radiación electromagnética e intensidad de luz – Las ondas electromagnéticas son emitidas por partículas cargadas eléctricamente que experimentan aceleración, y por lo tanto, estas ondas pueden interactuar con otras partículas cargadas posteriormente, de manera que ejercen fuerza sobre ellas. 

De igual forma, ante un aumento de intensidad lumínica, mayor velocidad de reacción.

 

  • Un catalizador – Es un tipo de sustancia que durante la catálisis altera el desarrollo de una reacción. La presencia de un catalizador incrementa la velocidad de reacción.

 

  • Isótopos – Un isótopo es un átomo que pertenece al mismo elemento químico que otro, con mismo número atómico pero distinta masa atómica. El efecto isotópico cinético consiste en una velocidad de reacción diferente para la misma molécula si tiene isótopos distintos.

 

  • Área de superficie o superficie de contacto – Cuando el área de la superficie de contacto aumenta, la velocidad de reacción también. 

 

  • Mezclado – La mezcla se realiza para permitir que se produzca transferencia de calor y / o masa entre una o más corrientes, componentes o fases.

 

  • Límite de difusión – la velocidad de reacción es igual a la velocidad de transporte de los reactivos a través de una solución.

El criterio cinético se divide en dos: RÁPIDAS Y LENTAS.

Ejemplo de RÁPIDAS: las explosiones, ya que al ser tan rápidas resulta muy difícil medir su velocidad.

Ejemplo de LENTAS: corrosión del hierro, ya que se va produciendo con el paso del tiempo.

SEGÚN LA TRANSFORMACIÓN QUE SE PRODUCE.

Se dividen en tres: SÍNTESIS, DESCOMPOSICIÓN Y SUSTITUCIÓN.

SÍNTESIS: Es una reacción en la que dos o más reactivos se combinan para formar un único compuesto o producto. También se le conoce como reacción combinada. Las reacciones de síntesis son generalmente exotérmicas porque cuando se forma el enlace entre los reactivos, se libera energía en forma de calor.

Se llama reacciones de formación cuando los reactivos son elementos.

Ejemplo: Cuando el hierro se combina con azufre para producir sulfuro de hierro.

DESCOMPOSICIÓN: En esta reacción, una sola sustancia se descompone o se rompe, produciendo dos o más sustancias distintas. Es exactamente lo contrario a la síntesis química.

Ejemplo: El peróxido de hidrógeno que se descompone en agua y oxígeno.

SUSTITUCIÓN: También se conoce como de desplazamiento y es cuando las sustancias sufren cambios en su estructura para dar origen a otras sustancias. Se clasifican como electrofílicas o nucleofílicas dependiendo del reactivo involucrado.

Ejemplo: La halogenación. Una reacción química que implica la adición de uno o más halógenos a un compuesto o material, como la halogenación de cetonas.

SEGÚN LA PARTÍCULA INTERCAMBIADA.

Puede ser de tres formas: Por REACCIONES DE PRECIPITACIÓN, REACCIONES DE OXIDACIÓN-REDUCCIÓN y por REACCIONES ÁCIDO-BASE.

REACCIONES DE PRECIPITACIÓN: es cuando se forma un compuesto insoluble (llamado precipitado), al mezclar dos disoluciones distintas, y cada una de estas soluciones aporta un ion al precipitado.

REACCIONES DE OXIDACIÓN-REDUCCIÓN: se transfieren electrones entre dos reactivos, lo que provoca un cambio en sus estados de oxidación. Para que esto se produzca, se requiere que en el sistema haya un elemento que ceda electrones y otro que los acepte.

Existen diversos tipos: de combustión, de desproporción y de desplazamiento simple. 

De combustión: es una reacción redox entre un compuesto y una molécula de oxígeno para formar productos que contienen oxígeno.

De desproporción: son aquellas en las que un elemento es al mismo tiempo oxidado y reducido.

De desplazamiento simple: un átomo de un compuesto se reemplaza por un átomo de otro elemento:​ A + BC → AC + B. Es decir, dos elementos intercambian lugares en un mismo compuesto.

REACCIONES ÁCIDO-BASE: También se le conoce como reacción de neutralización y es una reacción de doble desplazamiento que se produce entre un ácido y una base.