Fundamentos de la Reacción Química: Estequiometría, Leyes Ponderales y Energía

Reacción Química: Conceptos Fundamentales

Una Reacción Química es el proceso en el que las sustancias iniciales, que denominamos reactivos, desaparecen para formar nuevas sustancias llamadas productos.

Leyes Ponderales de la Química

Las leyes ponderales rigen las relaciones de masa en las reacciones químicas, estableciendo la base cuantitativa de la química moderna.

Conservación de la Masa (Ley de Lavoisier)

"En toda reacción química, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos."

La Química nace como ciencia cuando Lavoisier estudia las transformaciones químicas en recipientes cerrados y utiliza la balanza de manera sistemática. Gracias a estos experimentos, pudo determinar la masa de los gases y llegó a la conclusión fundamental de que la masa no varía durante las reacciones químicas.

Proporción Constante (Ley de Proust)

"Las masas de los elementos que forman un compuesto mantienen una proporción constante."

Esta ley permite observar la diferencia fundamental entre una mezcla y un compuesto. Cuando los elementos se combinan químicamente, el compuesto resultante siempre tendrá la misma composición definida, independientemente de su origen.

Teoría Atómica de Dalton

La teoría de Dalton sentó las bases para entender la composición de la materia y el mecanismo de las reacciones químicas:

• Un elemento está formado por pequeñas partículas llamadas átomos.
• Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos y tienen la misma masa.
• Si hay elementos diferentes, tienen átomos diferentes.
• Los compuestos están formados por moléculas, que son agrupaciones de átomos de elementos diferentes.
• Las reacciones químicas consisten en la redistribución de los átomos de los reactivos para formar productos.

Ecuación Química y Estequiometría

Durante una reacción química, el número de átomos de cada elemento se conserva (principio de conservación de la masa). Para representar estas transformaciones se utilizan las ecuaciones químicas.

Los números que preceden a las fórmulas e indican el número de moléculas que participan en la reacción se denominan coeficientes estequiométricos.

Energía en las Reacciones Químicas (Termoquímica)

La energía de las reacciones proviene del calor de reacción, que es la diferencia entre la energía absorbida para romper los enlaces de los reactivos y la energía desprendida cuando se forman los nuevos enlaces de los productos.

Clasificación Energética

• Reacción Exotérmica: Desprende energía (el término energético se añade al producto).
• Reacción Endotérmica: Absorbe energía (el término energético se añade al reactivo).

Las reacciones químicas se producen cuando las moléculas de los reactivos chocan entre sí con la orientación y energía suficientes (energía de activación) para que los enlaces se rompan y se formen nuevos productos.

Velocidad de Reacción (Cinética Química)

La velocidad de reacción aumenta cuando se incrementa el número de choques efectivos entre las moléculas de los reactivos.

Cálculos Estequiométricos: Metodología

Para realizar cálculos cuantitativos basados en una reacción química, se sigue la siguiente secuencia de pasos:

1. Escribir y ajustar la ecuación química.
2. Calcular el número de moles del dato conocido.
3. Calcular el número de moles de la incógnita a partir de la reacción ajustada (utilizando la relación molar).
4. Expresar el resultado en la unidad requerida (masa, volumen, etc.).