Fundamentos de las Reacciones Químicas: Conceptos, Clasificación y Cinética

Conceptos Fundamentales de la Reacción Química

Reacción química: Proceso químico en el cual dos o más sustancias llamadas reaccionantes, por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias llamadas productos.

Reactivo: Sustancia que, por su capacidad de provocar determinadas reacciones, sirve en los ensayos químicos para revelar la presencia o medir la cantidad de otra sustancia.

Productos: En toda reacción química, unas sustancias llamadas reactivos se transforman en otras llamadas productos.

Estructura de la Ecuación Química

Las sustancias que se escriben a la izquierda de la flecha se llaman reaccionantes y constituyen el primer miembro de la ecuación. Las sustancias escritas a la derecha de la flecha forman el segundo miembro de la ecuación y son los productos de la reacción.

Ecuación química: Es una representación esquemática de algunas de las características de una reacción química. También puede decirse que la ecuación química describe los cambios que experimentan las diferentes sustancias que intervienen en una reacción.

Ecuación química ajustada: Intenta que haya el mismo número de átomos de cada elemento en reactivos y en productos, con lo que la masa, evidentemente, se conserva.

Clasificación de las Reacciones Químicas

• Reacción exotérmica: Si una reacción química libera energía. El ejemplo más común es la combustión, en la cual la energía se manifiesta en forma de calor y luz.
• Reacción endotérmica: Si la reacción química necesita energía. La fotosíntesis es un proceso de esta clase, porque requiere de la luz solar para realizarse.
• Reacción de combustión: Se basa en la reacción química exotérmica de una sustancia o mezcla de sustancias llamada combustible con el oxígeno.
• Reacción de neutralización: Reacción química que ocurre cuando los reaccionantes están constituidos por un ácido y una base.
• Reacción de descomposición: Es un proceso que experimentan algunos compuestos químicos en el que, de modo espontáneo o provocado por algún agente externo, a partir de una sustancia compuesta se originan dos o más sustancias de estructura química más simple.

Nota: La combustión de cualquier tipo de combustible puede generar dióxido de carbono (CO2).

Cinética Química: Velocidad de Reacción

La velocidad de una reacción química depende de:

• El estado de agregación de los reactivos.
• La adición de catalizadores.
• La concentración de los reactivos.
• La temperatura.

Catalizador: Es una sustancia que se puede añadir a una reacción para aumentar la velocidad de reacción sin ser consumida en el proceso. Los catalizadores aceleran una reacción al disminuir la energía de activación o al cambiar el mecanismo de reacción. Las sustancias que aumentan la velocidad de reacción se llaman catalizadores positivos.

Influencia de la presión: Un aumento de presión modifica la velocidad de una reacción. Al aumentar la concentración de reactivos, la presión también aumenta y, por lo tanto, el número de choques es mayor y la velocidad de reacción se acelera.

Influencia de la temperatura: La disminución de la temperatura ralentiza los procesos. Por ejemplo, si metemos alimentos en el frigorífico, el proceso de descomposición es más lento porque se guardan a menor temperatura.

Para favorecer el contacto entre los reactivos y aumentar la velocidad de reacción, se debe:

• Aumentar la temperatura.
• Utilizar catalizadores.

Termodinámica: Entalpía

Entalpía: Definimos la entalpía de una reacción química como el calor absorbido o desprendido en dicha reacción química cuando esta transcurre a presión constante.

Entalpía de reacción: Se define como la cantidad de calor que se desprende o se absorbe durante una reacción química, a presión constante y según las cantidades de reactivos y productos.

La entalpía es una función de estado, lo que significa que es una propiedad del sistema que solo depende de los estados inicial y final, no de la trayectoria recorrida para llegar a su estado actual, el cual viene determinado por variables como la temperatura y la presión.

La ley que relaciona las entalpías estándar de los reactivos y productos es la ley de conservación de la energía. Cabe destacar que la entalpía estándar de los compuestos es igual a su calor de formación.