Materia, Reacciones Químicas y Velocidad de Reacción: Conceptos Fundamentales

Conceptos Fundamentales de Materia y Reacciones Químicas

¿Qué es la Materia?

La materia es todo lo que podemos ver y tocar. También es materia aquello que no podemos ver, como el aire. Los átomos son las partículas más pequeñas de la materia. Las propiedades fundamentales de la materia son:

• Ocupa un volumen.
• Tiene masa.
• Posee cargas eléctricas.

Tipos de Cambios en las Sustancias

Todas las sustancias en la naturaleza pueden experimentar cambios químicos o físicos.

Cambios Físicos

Un cambio físico ocurre cuando *no* hay variación en la composición interna de la materia. La sustancia inicial es la misma que la final. Los cambios de estado de la materia son ejemplos de cambios físicos.

Procesos Reversibles

Un proceso es reversible cuando la transformación de las sustancias es parcial, permitiendo volver a su estado inicial. Un cambio físico es un proceso reversible, ya que las moléculas permanecen inalteradas.

Leyes Fundamentales de las Reacciones Químicas

Las reacciones químicas se rigen por leyes fundamentales:

• Ley de Lavoisier (Conservación de la Masa): La masa total de las sustancias reaccionantes es igual a la masa total de los productos.
• Ley de Proust (Proporciones Definidas): Los elementos se combinan para formar un compuesto en una proporción de masa fija y definida.
• Ley de Dalton (Proporciones Múltiples): Si dos elementos forman más de un compuesto, las masas de un elemento que se combinan con una masa fija del otro elemento están en una relación de números enteros pequeños.

¿Qué es el Mol?

El mol es la cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales (átomos, moléculas o iones) como átomos hay en 12 gramos de carbono-12 (aproximadamente 6.022 x 10²³ entidades, conocido como número de Avogadro). El mol se utiliza para medir la magnitud llamada "cantidad de materia".

Componentes de una Ecuación Química

En una ecuación química:

• Los reactantes (sustancias iniciales) se representan a la izquierda de la flecha.
• Los productos (sustancias finales) se ubican a la derecha de la flecha.

¿Qué es una Reacción Química?

Una reacción química es todo proceso químico en el que una o más sustancias (elementos o compuestos) sufren transformaciones químicas para convertirse en otras sustancias.

Velocidad de Reacción

La velocidad de reacción corresponde a la rapidez con que tiene lugar una reacción química.

Factores que Influyen en la Velocidad de Reacción

• Temperatura: Un aumento de temperatura generalmente aumenta la velocidad de reacción.
• Concentración de los reactantes: A mayor concentración, mayor velocidad de reacción.
• Naturaleza de los reactantes: Las reacciones que implican la ruptura de enlaces covalentes suelen ser más lentas que las que ocurren entre iones.
• Estado físico de los reactantes: Las reacciones homogéneas (gases o sustancias disueltas) suelen ser más rápidas que las heterogéneas (sólidos).
• Catalizadores e inhibidores: Los catalizadores aumentan la velocidad de reacción, mientras que los inhibidores la disminuyen.

Efecto de la Temperatura

Al incrementar la temperatura, la velocidad de la reacción aumenta. Un aumento de 10°C puede duplicar la velocidad original.

Efecto de la Concentración de los Reactantes

Al aumentar la concentración de los reactantes, aumenta la probabilidad de choques efectivos entre las moléculas, lo que incrementa la velocidad de reacción.

Efecto de la Naturaleza de los Reactantes

Las reacciones que implican rompimiento de enlaces covalentes son, generalmente, más lentas que aquellas entre partículas iónicas.

Efecto del Estado Físico de los Reactantes

Las reacciones homogéneas entre gases o sustancias disueltas ocurren, generalmente, con mayor rapidez que si estuvieran en estado sólido. En el primer caso, el número de choques entre las moléculas es mayor, favoreciendo la velocidad de reacción.

Efecto de los Catalizadores e Inhibidores

Un catalizador es una sustancia que, estando presente en una reacción química, produce una variación en su velocidad sin ser consumida ni formada durante el transcurso de la reacción. Los catalizadores positivos aumentan la velocidad de la reacción.

Soluciones

Una solución es una mezcla homogénea constituida por dos o más sustancias. Es un sistema formado por dos componentes: el soluto y el solvente.

Sistema Homogéneo

Un sistema homogéneo es aquel en el que las propiedades y la composición son idénticas en todo el sistema.

Soluto

El soluto es el componente de una solución que se encuentra en menor proporción.

Solvente

El solvente es el componente de una solución que se encuentra en mayor proporción y es el que disuelve al soluto.