Conceptos Fundamentales de Química: Reacciones, Ácidos, Bases y Radiactividad

Reacción Química: Transformación de Sustancias

Una reacción química ocurre cuando ciertas sustancias se ponen en contacto bajo condiciones específicas, transformándose y dando lugar a otras diferentes. En este proceso, intervienen los reactivos y los productos.

Teoría de las Colisiones

La Teoría de las Colisiones postula que una reacción química se produce cuando las partículas de los reactivos chocan entre sí, rompiendo los enlaces que mantienen unidos sus átomos. Estos átomos libres se reorganizan y unen, formando nuevas sustancias.

Intercambio Energético en Reacciones Químicas

La rotura y formación de enlaces en las reacciones químicas conllevan un intercambio de energía, generalmente en forma de calor. Según este intercambio, las reacciones pueden ser:

• Exotérmicas: La energía necesaria para romper los enlaces entre los átomos es menor que la que se desprende cuando se forman los productos. Como resultado, se libera energía al entorno.
• Endotérmicas: El proceso es inverso; la reacción necesita un aporte continuo de energía del entorno para que se lleve a cabo.

Velocidad de Reacción: Factores Influyentes

La velocidad de reacción es la rapidez con la que los reactivos se transforman en productos. Teniendo en cuenta la Teoría de las Colisiones, varios factores pueden influir en esta velocidad:

• Aumento de la Temperatura: Una mayor temperatura implica una mayor energía cinética de los reactivos. Las partículas se mueven a mayor velocidad, lo que incrementa la frecuencia y la energía de las colisiones, facilitando la ruptura de enlaces.
• Aumento de la Concentración: Cuanto mayor sea la concentración de los reactivos, más fácil es que las partículas se encuentren y colisionen eficazmente.
• Aumento del Grado de División: Si interviene un sólido, cuanto más pequeñas sean sus partículas (mayor superficie de contacto), más fácil es que se produzca el contacto con otros reactivos y, por ende, la reacción.

Ácidos y Bases: Propiedades y Neutralización

Ácidos

Los ácidos son sustancias de sabor agrio que pueden disolver metales, desprendiendo hidrógeno en el proceso.

Bases

Las bases son sustancias de sabor amargo que pueden disolver grasas.

Escala de pH

La fuerza de ácidos y bases se mide con la escala de pH. Un pH bajo (cercano a 1) indica ácidos más fuertes, mientras que un pH alto (cercano a 14) indica bases más fuertes.

Reacción de Neutralización

Cuando los ácidos y las bases reaccionan entre sí, dan lugar a una sal y agua. Esta reacción se conoce como reacción de neutralización.

Combustiones: Reacciones de Gran Energía

Las combustiones son reacciones químicas en las que un combustible reacciona con un comburente (generalmente oxígeno), desprendiendo una gran cantidad de energía en forma de calor y luz.

Radiactividad: Emisión de Radiación

La radiactividad es el proceso que experimentan algunos núcleos atómicos inestables, llevándolos a emitir radiación para alcanzar una configuración más estable.

Tipos de Radiación

• Radiación Alfa (α): Consiste en la emisión de partículas alfa, compuestas por dos protones y dos neutrones (núcleos de helio), con carga positiva. Se emiten a gran velocidad, pero tienen un poder de penetración relativamente pequeño.
• Radiación Beta (β): Implica la emisión de partículas beta, que son electrones. Estas partículas tienen carga negativa y una masa muy pequeña, con un poder de penetración mayor que las partículas alfa.
• Radiación Gamma (γ): Es una forma de radiación electromagnética ionizante, similar a la luz, pero sin carga eléctrica. Posee un gran poder penetrante, requiriendo materiales densos como placas de hormigón o plomo para su detención.

Orígenes de la Radiactividad

• Radiactividad Natural: Procede de la desintegración espontánea de ciertos isótopos de elementos químicos presentes en la naturaleza. Se utiliza, por ejemplo, para producir energía en centrales nucleares.
• Radiactividad Artificial: Se produce al bombardear ciertos isótopos estables con partículas (como neutrones o partículas alfa) para inducir su inestabilidad. Sus usos incluyen la producción de energía, aplicaciones en medicina (diagnóstico y tratamiento) e investigación científica.

Es importante destacar que el uso de elementos radiactivos genera residuos radiactivos, los cuales son perjudiciales para la salud y mantienen su actividad durante miles de años. Por ello, es crucial aislarlos y gestionarlos adecuadamente para minimizar su impacto.