Transformaciones de la Materia: Reacciones Químicas, Leyes y Factores Clave

Tipos de Cambios en la Materia

La materia experimenta diversas transformaciones que pueden clasificarse en dos categorías principales: cambios físicos y cambios químicos.

Cambios Físicos

Los cambios físicos son transformaciones de la materia en los que no cambia su naturaleza; es decir, no aparecen sustancias nuevas. Antes y después del cambio, las sustancias se representan por la misma fórmula química.

Cambios Químicos

En los cambios químicos se produce un cambio en la naturaleza de la materia: se forman sustancias nuevas. Las sustancias se representan con fórmulas diferentes antes y después de la reacción química.

Leyes Fundamentales de la Química

Ley de la Conservación de la Masa

En 1772, el químico francés Antoine-Laurent Lavoisier, tras realizar numerosas experiencias con su esposa Marie-Anne Pierrette Paulze, estableció la Ley de la Conservación de la Masa.

Esta ley postula que en una reacción química, la materia no se crea ni se destruye, solo se transforma. En consecuencia, la masa total permanece constante. Por ello, en las reacciones químicas, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos.

Mecanismo de las Reacciones Químicas

Cuando se produce una reacción química, unas sustancias, denominadas reactivos, se transforman en otras diferentes, los productos. Pero, ¿cómo se producen estas transformaciones?

Teoría de Colisiones

Según la teoría de colisiones, las partículas de los reactivos chocan entre sí y se rompen. Los átomos que se han liberado se reorganizan y forman nuevas sustancias. Por ejemplo, observa cómo se produce la reacción en la que los gases cloro e hidrógeno se transforman en cloruro de hidrógeno.

Factores que Influyen en la Velocidad de una Reacción

Conocer cómo se produce una reacción nos permite controlarla, es decir, facilitar o dificultar que se produzca. Estos son los factores clave que influyen en la velocidad de una reacción:

• La Temperatura: Cuanto mayor sea la temperatura, mayor será la energía que tienen las moléculas de los reactivos para producir un choque eficaz.
• El Tamaño de las Partículas: Cuanto más pequeñas sean las partículas, más fácil resultará su contacto con otros reactivos para que se produzca un choque eficaz.
• La Concentración: Aumentar la proporción de algún reactivo en la reacción facilita que se produzcan choques eficaces. Por el contrario, disminuirla lo dificulta.
• Los Catalizadores: Son sustancias que se añaden a una reacción para aumentar su velocidad. Son muy específicos, es decir, cada reacción necesita su propio catalizador.

Ejemplos de Cambios Físicos y Químicos

Ejemplos de Cambios Físicos

• Un imán que atrae un trozo de hierro: No hay transformación química, solo un cambio en la posición y atracción magnética.
• Fusión de estaño en la soldadura: El estaño pasa de sólido a líquido sin cambiar su composición química.
• Se hincha un neumático: El aire se comprime dentro del neumático, pero su composición no cambia.
• Dilatación de una barra de hierro: El hierro se expande o contrae con la temperatura, pero no cambia su composición química.
• Evaporación de un perfume: El perfume cambia de líquido a gas, pero sus componentes no se transforman químicamente.

Ejemplos de Cambios Químicos

• Se fríe un huevo: Las proteínas en el huevo se desnaturalizan y se transforman en nuevas sustancias.
• Fabricación de un yogur: Las bacterias fermentan la lactosa en la leche, produciendo ácido láctico y cambiando la composición química.
• Oxidación de una llave de hierro puesta a la intemperie: El hierro reacciona con el oxígeno y el agua para formar óxido de hierro (herrumbre).
• Oscurecimiento de una manzana al contacto con el aire: La manzana se oxida al contacto con el aire, formando nuevos compuestos.
• Combustión del butano en una estufa: El butano reacciona con el oxígeno para formar dióxido de carbono y agua, liberando energía en forma de calor.
• Caramelización de azúcar para hacer un flan: El azúcar se descompone y reacciona al calentarse, formando nuevos compuestos que dan al caramelo su color y sabor.

La Combustión

La combustión es una oxidación rápida que se produce a altas temperaturas y deja como resultado final un residuo compuesto mayormente por sales minerales, llamado cenizas. En sentido amplio, puede entenderse como toda reacción química, relativamente rápida, de carácter notablemente exotérmico, que se desarrolla en fase gaseosa o heterogénea (líquido-gas, sólido) con o sin manifestación de llamas o de radiaciones visibles.