Fundamentos de las Reacciones Químicas: Tipos, Evidencias y Ecuaciones

Reacción Química y su Clasificación

La reacción química es la transformación de una o varias sustancias (reactivos) en otras completamente distintas (productos), con propiedades y características diferentes. En una reacción química se indican los elementos o compuestos que se combinan y los productos que se forman. Ejemplo:

Hierro + Oxígeno → Óxido de Hierro

2Fe + O2 → 2FeO

Clasificación de las Reacciones Químicas

Desde el Punto de Vista Químico

• Reacciones de síntesis o adición: Son aquellas reacciones donde dos o más elementos o compuestos se combinan para producir un nuevo compuesto más complejo. Ejemplo:

  Sodio + Oxígeno → Óxido de Sodio

  4Na + O2 → 2Na2O

• Reacciones de descomposición: Son aquellas reacciones donde un compuesto se descompone en elementos o compuestos más sencillos. Ejemplo:

  Hidróxido de Calcio + Calor → Óxido de Calcio + Agua

  Ca(OH)2 + Calor → CaO + H2O

  Agua + Electricidad → Hidrógeno + Oxígeno

  2H2O → 2H2 + O2

• Reacciones de desplazamiento o sustitución simple: Son reacciones donde un elemento de un compuesto es desplazado por la acción de otro elemento más reactivo, formándose un nuevo compuesto y liberándose el elemento desplazado. Ejemplo:

  Zinc + Sulfato cúprico → Sulfato de Zinc + Cobre

  Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu

Desde el Punto de Vista Energético

• Reacciones endotérmicas: Son aquellas reacciones que necesitan absorber energía (generalmente en forma de calor) del entorno para poder llevarse a cabo. En estas reacciones hay un incremento de entalpía (ΔH > 0). Ejemplo (descomposición del óxido de calcio):

  2CaO + Energía → 2Ca + O2

• Reacciones exotérmicas: Son reacciones que desprenden energía (generalmente en forma de calor) hacia el entorno al producirse. En estas reacciones hay una disminución de entalpía (ΔH < 0). Ejemplo (combustión del metano):

  CH4 (metano) + 2O2 → CO2 + 2H2O + Energía

Evidencias de que Ocurrió un Cambio Químico o Reacción

Existen varias señales que pueden indicar que ha ocurrido una reacción química:

1. Formación de un gas: La liberación de burbujas es una señal común. Ejemplo: Si se agrega jugo de limón (que contiene ácido cítrico) al bicarbonato de sodio, se produce dióxido de carbono gaseoso, observándose efervescencia.

2. Formación de un precipitado: Un precipitado es un sólido insoluble que se forma a partir de una disolución durante una reacción química. Ejemplo: Al mezclar una solución de cloruro de sodio (NaCl) con una solución de nitrato de plata (AgNO₃), se forma un precipitado sólido blanco de cloruro de plata (AgCl).

3. Variación de color: Un cambio notable en el color de las sustancias puede indicar la formación de nuevos compuestos. Esto es frecuente en reacciones que involucran metales de transición.

4. Variación de temperatura: La liberación de calor (aumento de temperatura) indica una reacción exotérmica, mientras que la absorción de calor (disminución de temperatura) indica una reacción endotérmica.

Ecuaciones Químicas

Una ecuación química es la representación simbólica de una reacción química. Utiliza fórmulas químicas para los reactivos y productos, y símbolos para indicar el estado físico y las condiciones de la reacción. Ejemplo:

Fe(s) + 2HCl(aq) → FeCl2(aq) + H2(g)

Interpretación de la ecuación:

• Cualitativa: El hierro sólido (Fe) reacciona con ácido clorhídrico en disolución acuosa (HCl) para producir cloruro de hierro(II) (también llamado cloruro ferroso) en disolución acuosa (FeCl₂) e hidrógeno gaseoso (H₂).
• Cuantitativa (estequiométrica): Un átomo de hierro reacciona con dos moléculas de ácido clorhídrico para formar una unidad fórmula de cloruro de hierro(II) y una molécula de hidrógeno. A nivel molar: 1 mol de átomos de hierro reacciona con 2 moles de moléculas de ácido clorhídrico para formar 1 mol de unidades fórmula de cloruro de hierro(II) y 1 mol de moléculas de hidrógeno. La ecuación está balanceada, lo que significa que el número de átomos de cada elemento es el mismo en los reactivos y en los productos, cumpliendo con la Ley de Conservación de la Masa.