Química Esencial: Reacciones, Cambios y Sostenibilidad Ambiental

Tipos de Cambios en la Materia

Cambios Físicos

Son cambios en los que no aparecen sustancias nuevas, como el cambio de estado, el cambio de forma, el cambio de posición, las mezclas o las disoluciones.

Cambios Químicos o Reacciones Químicas

Implican la aparición de sustancias nuevas que no estaban presentes antes de que ocurriera el cambio. Podemos detectarlos por:

• Aparición de un gas.
• Cambio de color.
• Energía en forma de calor.
• Energía en forma de luz.

Las Reacciones Químicas

Una reacción química es la transformación de unas sustancias de partida, que llamamos reactivos, en otras sustancias nuevas que se conocen como productos.

Vamos a ilustrar la ecuación química para la obtención de amoniaco (NH₃) a partir de hidrógeno (H₂) y nitrógeno (N₂). Para ello, disponemos de la descripción molecular de este cambio químico:

Primer Paso: Escribir las Fórmulas

Escribir las fórmulas de los reactivos y de los productos.

N₂ + H₂ → NH₃

Segundo Paso: Ajustar Coeficientes Estequiométricos

Escribir los coeficientes estequiométricos, que representan el número de moléculas de cada sustancia que reacciona. Si el coeficiente es uno, no se escribe.

N₂ + 3H₂ = 2NH₃

(Coeficientes Estequiométricos)

Teoría de Colisiones

Esta teoría se basa en los siguientes principios:

• Para que ocurra una reacción química, las moléculas han de estar en contacto.
• Se producen choques de moléculas diferentes con una orientación adecuada y deben tener la energía suficiente.
• Se rompen las uniones existentes y se forman otras moléculas diferentes.

Velocidad de una Reacción Química

La velocidad de una reacción química puede verse afectada por varios factores:

• Temperatura: Al aumentar la temperatura, generalmente aumenta la velocidad de una reacción química.
• Concentración de los Reactivos: Cuanto mayor sea la concentración de los reactivos, mayor es la velocidad de la reacción.

Productos Químicos de Origen Natural y Artificial

Una reacción de síntesis es aquella que tiene como objetivo la obtención o fabricación de una sustancia.

Las reacciones de síntesis existen en la naturaleza, dando lugar a productos naturales. También pueden reproducirse en el laboratorio, obteniendo productos artificiales.

Química Sostenible

La industria química ha contribuido a la emisión de sustancias contaminantes, alterando la atmósfera (contaminación atmosférica), el suelo (contaminación de suelos) y las aguas (contaminación de aguas continentales).

Para abordar esta problemática, surge la química ambiental, que identifica las sustancias contaminantes, y la química sostenible, que se encarga del diseño de procesos y productos respetuosos con el medio ambiente, con el fin de reducir la generación de sustancias contaminantes.

Reacciones Químicas y Medio Ambiente

Existen tres problemas medioambientales globales que afectan a la atmósfera de nuestro planeta:

• Efecto Invernadero Anómalo

  El aumento de las emisiones de CO₂ ha provocado un incremento en la temperatura media de la Tierra, lo que conduce al calentamiento global del planeta con consecuencias potencialmente catastróficas.

• Lluvia Ácida

  El agua de lluvia lleva disueltos algunos ácidos muy corrosivos, como el ácido sulfúrico (H₂SO₄) y el ácido nítrico (HNO₃), que destruyen la flora y la fauna.

• Destrucción de la Capa de Ozono

  La capa de ozono (O₃) es crucial porque evita que la radiación ultravioleta, que es muy perjudicial, llegue a la superficie terrestre. Sustancias como los CFC (clorofluorocarbonos) provocan reacciones químicas que destruyen esta capa protectora.