Reaccions Químiques: Tipus, Energia i Factors Clau

Reaccions Químiques: Definició i Característiques

S'anomenen reaccions químiques al procés d'interacció que es produeix entre reactius per donar lloc a productes. Aquestes transformacions impliquen la reordenació dels àtoms.

Característiques Generals

• En qualsevol reacció, la massa dels reactius sempre és igual a la massa dels productes. És a dir, es conserva el nombre d'àtoms en ambdós costats de la reacció (Llei de Conservació de la Massa).

Tipus de Reaccions Químiques

Reaccions de Descomposició

Consisteixen en la transformació d'un únic reactiu per formar dos o més productes. Això succeeix quan el reactiu absorbeix energia per trencar els enllaços de les seves molècules. Aquest tipus de reacció es pot dur a terme de dues maneres:

1. Descomposició tèrmica: L'energia absorbida se subministra mitjançant calor.
2. Descomposició electrolítica: L'energia absorbida es subministra en forma d'energia elèctrica.

Reaccions de Síntesi

Són aquelles en què dues o més substàncies, simples o compostos, reaccionen per donar un únic compost.

Reaccions de Substitució

Són aquelles en què un element d'un reactiu substitueix o s'intercanvia per un element d'un altre reactiu. Es distingeixen dos tipus:

1. Substitució simple: Es produeixen quan reaccionen un element i un compost. L'element reemplaça un dels elements del compost.
2. Doble substitució: Es produeixen quan reaccionen dos compostos i, en aquestes reaccions, s'intercanvien elements entre els dos compostos.

Reaccions de Combustió

Són reaccions entre substàncies amb enllaços forts i l'oxigen. Són reaccions ràpides que desprenen molta energia en forma de llum i calor.

L'Energia en les Reaccions Químiques

Perquè dues substàncies químiques reaccionin, no n'hi ha prou que les seves molècules xoquin. Cal que estiguin proveïdes d'un determinat valor d'energia, que rep el nom d'energia d'activació. Si es disposa d'aquesta energia, el xoc de les molècules dona lloc al complex activat. Cada reacció química té un valor característic per a la seva energia d'activació.

En les reaccions, l'energia química dels reactius (E_r) és diferent de l'energia química dels productes (E_p):

• Si E_p < E_r, aleshores l'energia (E) és < 0, la qual cosa significa que es desprèn energia i s'allibera a l'entorn. En aquest cas, els reactius es poden considerar com a font d'energia. Aquesta energia es pot desprendre en forma d'energia elèctrica, de llum i d'energia tèrmica.
• Si E_p > E_r, aleshores E > 0, s'absorbeix energia que queda emmagatzemada en els productes. L'energia absorbida es pot subministrar de les següents maneres:
  1. Subministrar calor.
  2. En forma d'energia elèctrica.
  3. Subministrar llum.

Equacions Termoquímiques

És la representació simbòlica d'una reacció química en què s'inclou el terme energètic. Aquest terme numèric es posa al final de l'equació amb un signe i s'expressa en Joules.

Factors que Modifiquen la Velocitat de Reacció

Experimentalment, s'han estudiat un gran nombre de reaccions i s'ha pogut comprovar que la velocitat de reacció depèn de diversos factors:

1. Influència de la superfície de contacte: En general, les reaccions tenen lloc més ràpidament com més gran és la superfície de contacte del reactiu.
2. Influència de la concentració dels reactius: Les reaccions tenen lloc més de pressa quan augmenta la concentració dels reactius.
3. Influència de la temperatura: Quan hi ha un augment de la temperatura, es provoca un augment de la velocitat de reacció.

Catalitzadors

Són substàncies que, afegides en petita quantitat als reactius, modifiquen la velocitat de reacció.

Àcids i Bases

Són substàncies que s'han utilitzat àmpliament en diferents aspectes de la vida.

Característiques dels Àcids

• Tenen un gust agre, com de llimona o de vinagre.
• Reaccionen amb alguns metalls i se'n desprèn hidrogen.
• Reaccionen amb els carbonats per donar diòxid de carboni.
• En solució aquosa, molts condueixen l'electricitat.
• Produeixen canvis de color amb pigments vegetals i donen coloració vermella amb indicadors.

Característiques de les Bases

• Tenen el gust amarg i són relliscoses al tacte, com el sabó.
• En solució aquosa, presenten un pH superior a 7.
• Les dissolucions àcides tenen un pH menor de 7 i les bàsiques un pH superior a 7.