Transformaciones de la Materia y Estructura Atómica

Las Reacciones Químicas

Una reacción química es una transformación en la que varía la naturaleza de las sustancias. No siempre es posible identificar un cambio químico a simple vista, por lo que existen algunas evidencias físicas que nos ayudan a identificarlo:

• Aparición de un gas (burbujas).
• Cambio de color (como el óxido).
• Energía en forma de calor (combustión).
• Energía en forma de luz (llama).

Tipos de cambios químicos

Existen muchos tipos de cambios químicos; entre ellos, los más importantes son:

• a) Oxidación: es el proceso mediante el cual se transforma una sustancia en otra diferente por la acción del oxígeno (ejemplo: un objeto de hierro o una manzana partida).
• b) Fermentación: es el proceso por el cual algunos microorganismos, como bacterias y levaduras, transforman una materia en otra sin intervención del oxígeno (ejemplo: pan, yogur).
• c) Combustión: es una oxidación muy rápida que desprende energía en forma de calor y de luz (ejemplo: al quemar un trozo de leña).

Reacciones y ecuaciones químicas

Los cambios químicos reciben el nombre de reacciones químicas. En una reacción química, una o más sustancias reaccionan para formar otras diferentes; las que reaccionan se denominan reactivos y las que se forman se denominan productos. Para ello, se representa cada una de las sustancias con su correspondiente fórmula, representando dicha relación con una ecuación química, en la que se colocan los reactivos a la izquierda y los productos a la derecha.

Composición de la materia y Teoría Atómica

Para explicar por qué se producen las reacciones químicas, hay que conocer la composición de la materia. Existen muchas teorías al respecto; la primera fue enunciada por Dalton (1808), en la cual afirmaba que la materia estaba formada por átomos y resumía dicha teoría en tres puntos:

• Los átomos son indivisibles.
• Los átomos de un mismo elemento son iguales.
• Los compuestos se forman por la combinación de dos o más elementos químicos.

Posteriormente se descubrió la existencia de otras partículas que formaban el átomo; de esta forma, dicha teoría quedó relegada a un segundo plano. Las partículas que se descubrieron fueron:

• Electrones (e-): se encuentran girando alrededor del núcleo describiendo órbitas con distintos niveles de energía. Poseen carga negativa.
• Protones (p+): se encuentran en el núcleo y tienen carga positiva.
• Neutrones: se encuentran en el núcleo, no tienen carga, pero poseen casi toda la masa del átomo.

Para que tenga lugar una reacción química, las moléculas de los distintos compuestos se moverán hasta romper sus enlaces para unirse con otros elementos, compartiendo o cediendo electrones.

Velocidad de una reacción química

Se define como la cantidad de sustancia que se transforma en una determinada reacción por la unidad de tiempo. Normalmente, las reacciones suelen ser muy rápidas o muy lentas, por lo que existen varios factores que influyen en la velocidad:

• a) Temperatura: cuanto mayor sea la temperatura, mayor será la velocidad (ejemplo: cocinar a alta temperatura).
• b) Concentración de los reactivos: cuanto mayor sea la concentración, mayor será la velocidad (ejemplo: añadir detergente a una mancha).
• c) Superficie de contacto: cuanto menores sean las partículas de los reactivos (mayor superficie expuesta), mayor será la velocidad (ejemplo: trocear un alimento para cocinarlo).

Reacciones químicas y medio ambiente

Las reacciones químicas están presentes en infinidad de situaciones, desde las que se producen en nuestro organismo hasta las que se dan a nivel industrial. A medida que la sociedad ha ido avanzando (el fuego, la Revolución Industrial), la humanidad ha llevado a cabo transformaciones químicas para mejorar la calidad de vida.

La industria química tiene como objetivo la obtención de sustancias necesarias para la sociedad, como en la industria farmacéutica o petroquímica; pero el desarrollo de esta industria conlleva alteraciones perjudiciales para el medio ambiente:

• a) Contaminación de aguas.
• b) Contaminación de suelos (ejemplo: vertidos de plásticos).
• c) Contaminación atmosférica: es la presencia en la atmósfera de sustancias que implican riesgo para el ser humano y el medio ambiente.

Problemas ambientales destacados

• Efecto invernadero anómalo: se produce al aumentar la emisión de CO2 debido a los combustibles fósiles, provocando un aumento de la temperatura.
• Lluvia ácida: se produce con la emisión a la atmósfera de sustancias como los óxidos de azufre y de nitrógeno, que al entrar en contacto con la lluvia producen la destrucción de la flora y la fauna.
• Destrucción de la capa de ozono (O3): esta capa evita que las radiaciones ultravioletas lleguen a la superficie terrestre. La presencia de sustancias compuestas conocidas como CFC (que contienen cloro) destruye la capa de ozono.