Transformaciones de la Materia: Cambios Físicos y Reacciones Químicas

Tipos de Cambios en la Naturaleza

• Ebullición de la leche: Si se calienta la leche por un tiempo prolongado, comienza a hervir. El calor transferido a la leche es suficiente para aumentar la energía cinética de sus moléculas, que se mueven y escapan del líquido. Se ha producido un cambio de estado, pero el sistema sigue siendo leche.
• Preparación de chocolatada: Al preparar la leche chocolatada, se disuelve el cacao en la leche. El aspecto de la mezcla es uniforme; se mezclaron los ingredientes hasta disolverse por completo.

En estos casos, se produce una transformación de energía sin que se modifique la composición ni las propiedades de las sustancias involucradas. No se ha formado una nueva sustancia.

• Combustión de un fósforo: Al raspar el fósforo contra la zona rugosa de la caja, se produce una chispa, el fósforo se enciende y la madera se quema. Ya no se tiene el fósforo inicial; conseguimos una llama, se genera calor, se liberan gases y, finalmente, el palito queda carbonizado.
• Combustión de gas natural: Cuando giramos la perilla de la cocina, percibimos el olor del gas natural que sale de la hornalla. Al acercar una llama, este gas se enciende y emite luz y calor. Finalmente, no se percibe el olor del gas, sino que se observa la llama.

Las sustancias al comienzo no son las mismas que al final. Aquellos cambios en los cuales se producen nuevas sustancias se denominan reacciones químicas.

Características de las Reacciones Químicas

• Desprendimiento de gases: Aparición de una nueva sustancia que, a temperatura ambiente, se presenta en estado gaseoso.
• Formación de un precipitado: Se forma una nueva sustancia, a veces insoluble en el medio de la reacción; es posible observar el sólido depositado en el fondo del recipiente.
• Cambio de color: El aspecto visual ha cambiado debido a la aparición de sustancias nuevas con propiedades cromáticas distintas.
• Absorción o liberación de calor: La variación de temperatura revela que está ocurriendo una reacción (procesos endotérmicos o exotérmicos).
• Cambios en otras propiedades: Alteraciones en el olor, la acidez (pH), o propiedades ópticas, magnéticas y eléctricas.

Tipos de Reacciones Químicas

• Composición o Síntesis: Se forma una sustancia a partir de otros compuestos (A + B → AB).
  CaO + H₂O → Ca(OH)₂
• Descomposición: Un compuesto se descompone en sustancias más sencillas (AB → A + B).
  2HgO → 2Hg + O₂
• Desplazamiento o Sustitución: Un átomo sustituye a otro en una molécula (AB + C → AC + B).
  CuSO₄ + Fe → FeSO₄ + Cu
• Doble desplazamiento: Hay un intercambio de átomos entre las sustancias que reaccionan (AB + CD → AC + BD).
  K₂S + MgSO₄ → MgS + K₂SO₄
• Neutralización: Es una reacción especial de doble desplazamiento; un ácido reacciona con una base para formar una sal y desprender agua.
  H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O
• Reacción de Óxido-Reducción (Redox): Ocurre una transferencia de electrones entre los reactivos. Uno de ellos cede electrones (se oxida) y el otro gana electrones (actúa como agente oxidante).
  2NaI + Cl₂ → 2NaCl + I₂

Explicación del Experimento "Pasta de Elefante"

La levadura está compuesta por hongos unicelulares que fermentan diversos compuestos orgánicos produciendo sustancias como alcohol, lactosa, etc. Entre las diversas enzimas que poseen estos microorganismos, se encuentra la enzima catalasa, la cual cataliza la descomposición del agua oxigenada (peróxido de hidrógeno):

2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

Este O₂ (oxígeno gaseoso) liberado rápidamente es el que produce la característica espuma expansiva.