Tipos de Reacciones Químicas
| Tipo de Reacción | Descripción |
|---|---|
SíntesisEj: N₂ + 3H₂ → 2NH₃ | Combinación de dos o más sustancias para formar un solo compuesto. |
Descomposición(A = B + C)Ej: 2HgO → 2Hg + O₂ | Formación de dos o más sustancias a partir de un único compuesto. |
Desplazamiento o Sustitución Sencilla(AB + C = AC + B)Ej: CuSO₄ + Fe → FeSO₄ + Cu | Reemplazo de un elemento por otro en un compuesto químico. |
Doble Desplazamiento o Intercambio(AB + CD = AD + CB) | Hay intercambio de átomos entre las sustancias que reaccionan. |
Neutralización(Ácido + Base = Sal + Agua)Ej: HCl + NaOH → NaCl + H₂O | Reacción entre un ácido y una base para formar una sal y desprender agua. |
Endotérmicas | Requieren y absorben energía para producirse. |
Exotérmicas | Liberan energía al producirse. |
Redox(Agente Reductor + Agente Oxidante = Forma Oxidada + Forma Reducida)Ej: Zn + FeS → ZnS + Fe | Hay transferencia de electrones entre los átomos, iones o moléculas de los reactivos (cambia el número de oxidación). |
Combustión(Combustible + Comburente = Dióxido de Carbono + H₂O + Calor)Ej: CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O + Q | Cuando compuestos orgánicos que contienen carbono e hidrógeno reaccionan con oxígeno y producen dióxido de carbono (CO₂) y agua, liberando una gran cantidad de energía. |
Propiedades Comparativas de Ácidos y Bases
| Propiedad | Ácidos | Bases |
|---|---|---|
Comportamiento | Liberan protones. | Captan protones. |
Sensación | Corrosivos para la piel. | Jabonosos al tacto, pero corrosivos para la piel. |
Colorantes / Indicadores | Dan color rojo a ciertos colorantes vegetales como el tornasol. | Dan color azul a ciertos colorantes vegetales como el tornasol. |
Reactividad | Reaccionan con los metales desprendiendo hidrógeno gaseoso. | No reaccionan con los metales. En dilución acuosa, conducen la corriente eléctrica y destruyen la materia orgánica. |
Sabor | Sabor agrio. | Sabor amargo. |
La Combustión: Un Proceso Exotérmico Fundamental
Toda reacción de combustión se caracteriza por la presencia de un elemento que arde, llamado combustible, que se combina con otro que lo hace arder, denominado comburente, y que por lo general es oxígeno gaseoso (O₂). La reacción de combustión libera una gran cantidad de energía en forma de calor y luz.
Ejemplos de combustión incluyen:
- La digestión de los alimentos.
- El encendido de un fósforo.
- Una fogata.
- La utilización de gasolina como combustible en los automóviles.
La combustión es de tipo exotérmica, ya que libera una gran cantidad de energía en forma de calor y luz. Existen diferentes tipos de combustible: sólidos, líquidos y gaseosos, y pueden ser naturales o artificiales.
Tipos de Combustión
Combustión Completa
La cantidad de oxígeno es suficiente para que se consuman todos los combustibles por completo. Los productos resultantes son el dióxido de carbono (CO₂) y el agua (H₂O).
Combustión Incompleta
La cantidad de oxígeno es insuficiente y provoca que no todo el combustible pueda reaccionar. Se genera, además de dióxido de carbono y agua, carbono (hollín), monóxido de carbono (CO) e hidrógeno (H₂).
Reactivos en Reacciones Químicas
Reactivo Limitante
Al reactivo que se ha consumido por completo en una reacción química se lo llama reactivo limitante, ya que determina o limita la cantidad de producto formado.
Reactivo en Exceso
Al reactivo o reactivos que solo se consumen parcialmente se los llama reactivo en exceso.
Calor de Combustión
Se denomina calor de combustión de un combustible a la cantidad de energía liberada por unidad de masa (g/kg) de dicha sustancia en la reacción de combustión. Corresponde a la diferencia de energía que existe entre los enlaces de las sustancias iniciales y la energía contenida en los enlaces de las sustancias formadas en la combustión.
Reacciones Ácido-Base y pH
Reacción Ácido-Base
Una reacción ácido-base es una reacción en la que un ácido es una sustancia capaz de ceder uno o más protones, mientras que una base es una sustancia capaz de aceptar uno o más protones.
Indicadores Químicos
Los indicadores son sustancias químicas que cambian de color en presencia de ácidos y bases. Algunos ejemplos incluyen:
- A partir de un compuesto de repollo colorado se obtiene un indicador natural.
- El rojo de metilo, que es de color rojo en ácidos y amarillo en bases.
- La fenolftaleína, que es incolora en soluciones ácidas y se torna rosada al reaccionar con una base.
Neutralización
La reacción química que ocurre cuando un ácido reacciona totalmente con una base, produciendo sal y agua, se denomina neutralización (Ácido + Base → Sal + Agua). En esta reacción, los reactivos neutralizan sus propiedades mutuamente y dan productos que no tienen carácter ácido ni básico, por lo que la solución resultante es neutra. Las reacciones de neutralización son útiles para determinar la concentración de las sustancias en la solución.
Lluvia Ácida
La lluvia ácida es el aumento de la acidez natural del agua de lluvia. Es consecuencia de la contaminación atmosférica y se forma cuando el vapor de agua del aire se combina con los gases producidos por la combustión de carbón o de productos derivados del petróleo, emitidos en fábricas y centrales eléctricas. Estos gases son principalmente óxidos de nitrógeno y de azufre.
La interacción de estos gases con el vapor de agua forma:
- Ácido sulfúrico (H₂SO₄)
- Ácido nítrico (HNO₃)
- Ácido nitroso (HNO₂)
Finalmente, estas sustancias químicas se condensan formando nubes y caen a la tierra en forma de lluvia, nieve o niebla, lo que constituye la lluvia ácida. Esto provoca perjuicios en las personas, plantas y animales.
pH: Medida de Acidez y Basicidad
El pH indica la concentración de iones de hidronio (H₃O⁺) en una solución. Cuanto mayor es la concentración de hidronios en una solución, menor será el pH de esta.
Escala de pH
La escala de pH se emplea para medir la acidez o basicidad de una solución. Esta representa el rango dentro del cual se mueven los valores de acidez y basicidad.
Reacciones Redox y Enzimas
Agentes Oxidantes y Reductores
Un agente oxidante es una sustancia capaz de oxidar a otra si esta acepta electrones, es decir, se reduce. Por otro lado, un agente reductor es una sustancia capaz de reducir a otra, es decir, se oxida (ya que pierde electrones).
Enzimas: Catalizadores Biológicos
Las enzimas son sustancias orgánicas utilizadas por los seres vivos en sus procesos metabólicos que tienen la función de acelerar las reacciones en las que participan. Por eso, se las conoce como catalizadores biológicos. Son de acción específica, ya que cada una actúa exclusivamente en una determinada reacción y sobre un determinado sustrato (sustancia sobre la cual actúan).