Reacción química
Reacción química
Una reacción química, cambio
químico o fenómeno químico, es todo proceso
termodinámico en
el cual una o más sustancias (llamadas reactantes o "reactivos"), se
transforman, cambiando su estructura
molecular y
sus enlaces, en otras sustancias llamadas
productos. Los reactantes pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la
formación de óxido de
hierro producida
al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro de forma natural, o una cinta
de magnesio al colocarla en una llama se
convierte en óxido
de magnesio, como un
ejemplo de reacción inducida.
Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de
reactivos dependen de las condiciones bajo las que se da la reacción química.
No obstante, tras un estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos
pueden variar según cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen
constantes en cualquier reacción química. Estas cantidades constantes, las
magnitudes conservadas, incluyen el número de cada tipo de átomo presente, la carga
eléctrica y
la masa total.
Fenómeno químico
Se llama fenómeno químico a los sucesos observables y posibles de
ser medidos en los cuales las sustancias intervinientes cambian su composición
química al combinarse entre sí. A nivel subatómico las reacciones químicas implican
una interacción que se produce a nivel de los átomos de valencia llamados electrones de los átomos (enlace químico) de las sustancias intervinientes.
En estos fenómenos, no se conserva la sustancia
original, se
transforma su materia, manifiesta energía, no se observa a simple vista y son irreversibles en su mayoría.
La sustancia sufre modificaciones irreversibles, por
ejemplo: Un papel al ser quemado no se puede regresar a su estado original. Las
cenizas resultantes fueron parte del papel original, y han sido alteradas
químicamente.
Tipos de reacciones
Reacciones de la química
inorgánica
Desde un punto de vista de la química
inorgánica se
pueden postular dos grandes modelos para las reacciones químicas de los compuestos
inorgánicos:
reacciones ácido-base o de neutralización (sin cambios en los estados
de oxidación) y reacciones redox (con cambios en los estados de
oxidación). Sin embargo podemos clasificarlas de acuerdo con los siguientes
tres criterios
Reacciones de la
química orgánica
Respecto a las reacciones de la química
orgánica, nos
referimos a ellas teniendo como base a diferentes tipos de compuestos como alcanos,alquenos, alquinos, alcoholes, aldehídos, cetonas, etc; que encuentran su clasificación, reactividad y/o propiedades
químicas en
el grupo
funcional que
contienen y este último será el responsable de los cambios en la estructura y
composición de la materia. Entre los grupos funcionales más importantes tenemos
a los dobles y
triples enlaces y
a los grupos hidroxilo, carbonilo y nitro.
Factores que afectan
la velocidad de reacción
·
Naturaleza
de la reacción: Algunas reacciones son, por su propia naturaleza, más rápidas
que otras. El número de especies reaccionantes, su estado
físico las
partículas que forman sólidos se mueven más lentamente que las de gases o de
las que están en solución, la complejidad de la reacción, y
otros factores pueden influir enormemente en la velocidad de una reacción.
·
Concentración: La velocidad de reacción aumenta con
la concentración, como está descrito por la ley de velocidad y explicada por la teoría
de colisiones. Al
incrementarse la concentración de los reactantes, la frecuencia de colisión también se incrementa.
·
Presión: La velocidad de las reacciones
gaseosas se incrementa muy significativamente con la presión, que es, en
efecto, equivalente a incrementar la concentración del gas. Para las reacciones
en fase condensada, la dependencia en la presión es débil, y sólo se hace
importante cuando la presión es muy alta.
·
Orden: El orden de la reacción controla
cómo afecta la concentración (o presión) a la velocidad de reacción.
·
Temperatura: Generalmente, al llevar a cabo una
reacción a una temperatura más alta provee más energía al sistema, por lo que
se incrementa la velocidad de reacción al ocasionar que haya más colisiones
entre partículas, como lo explica la teoría
de colisiones.
Sin
embargo, la principal razón porque un aumento de temperatura aumenta la
velocidad de reacción es que hay un mayor número de partículas en colisión que
tienen la energía
de activación necesaria
para que suceda la reacción, resultando en más colisiones exitosas. La
influencia de la temperatura está descrita por la ecuación
de Arrhenius. Como
una regla de
cajón, las velocidades
de reacción para muchas reacciones se duplican por cada aumento de 10 ° C en la temperatura,1 aunque el efecto de la temperatura puede ser mucho
mayor o mucho menor que esto. Por ejemplo, el carbón arde en un lugar en
presencia de oxígeno, pero no lo hace cuando es almacenado atemperatura
ambiente. La reacción
es espontánea a temperaturas altas y bajas, pero a temperatura ambiente la
velocidad de reacción es tan baja que es despreciable. El aumento de
temperatura, que puede ser creado por una cerilla, permite que la reacción
inicie y se caliente a sí misma, debido a que es exotérmica. Esto es válido para muchos otros
combustibles, como el metano, butano, hidrógeno, etc.
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