Fundamentos de las Reacciones Químicas: Conceptos Clave, Leyes y Factores Determinantes

El Cambio Químico: Transformación de la Materia

El cambio químico es una transformación que modifica la naturaleza de las sustancias; es decir, a partir de unas sustancias iniciales, llamadas reactivos, obtenemos otras nuevas, llamadas productos.

Evidencias de un Cambio Químico

Existen diversas evidencias que sugieren la ocurrencia de un cambio químico:

• Cambio de color.
• Desprendimiento de gases.
• Formación de un precipitado.
• Cambio de temperatura o emisión de luz.

Teoría de las Colisiones

Según la Teoría de las Colisiones, una reacción química tiene lugar cuando se rompen los enlaces de las sustancias iniciales y se forman enlaces nuevos. Para que se rompan los enlaces, las moléculas de los reactivos deben chocar de manera eficaz, es decir, con la suficiente energía y la orientación adecuada.

Ley de Conservación de la Masa (Ley de Lavoisier)

La Ley de Conservación de la Masa, también conocida como Ley de Lavoisier, establece que en una reacción química, la masa se conserva; es decir, la masa inicial de los reactivos es igual a la masa final de los productos. Esta ley fundamental fue establecida por Antoine Lavoisier.

Velocidad de Reacción Química

La velocidad de reacción es la rapidez con la que se forman los productos o desaparecen los reactivos.

Factores que Afectan la Velocidad de Reacción

La velocidad de una reacción química depende de diversos factores:

• Temperatura: A mayor temperatura, más rápida es la reacción.
• Concentración de los reactivos: Cuanto mayor sea la concentración de los reactivos en un mismo volumen, mayor será la velocidad de la reacción.
• Estado físico de los reactivos: Los gases reaccionan más rápido, seguidos por los líquidos y, por último, los sólidos.
• Presencia de catalizadores: Un catalizador es una sustancia que modifica la velocidad de una reacción, generalmente aumentándola. Los inhibidores son sustancias que disminuyen la velocidad de reacción.

Energía en las Reacciones Químicas

La energía de una reacción química es la energía asociada a la ruptura y formación de enlaces, así como a la energía intercambiada con el entorno de la reacción.

Tipos de Reacciones según el Intercambio Energético

Según la energía intercambiada con el entorno, hablamos de:

• Reacciones exotérmicas: Aquellas que desprenden energía en forma de calor; es decir, la energía de los productos es menor que la de los reactivos.
• Reacciones endotérmicas: Aquellas que absorben energía en forma de calor; es decir, la energía de los productos es mayor que la de los reactivos.

Clasificación de las Reacciones Químicas

Reacciones de Combustión

Es la reacción que tiene lugar al quemar cualquier hidrocarburo con oxígeno. En ellas se produce siempre dióxido de carbono (CO₂) y agua (H₂O). Cualquier reacción de combustión es una reacción exotérmica.

Reacciones de Síntesis o Formación

Es la reacción en la que dos o más sustancias simples o compuestas se combinan para formar un compuesto más complejo.

Reacciones de Descomposición

Ocurren cuando una única sustancia compleja se descompone para dar lugar a dos o más productos más simples.

Reacciones Ácido-Base

La reacción entre un ácido y una base da lugar siempre a la sal correspondiente más agua.

Definiciones Clave:

• Ácido: Es toda sustancia que libera cationes hidrógeno (H⁺) en disolución.
• Base: Es toda sustancia que en disolución con agua libera o desprende iones hidróxido (OH⁻).