Reacciones Químicas: Transformaciones de la Materia

Reacciones Físicas y Químicas

Las sustancias pueden experimentar dos tipos de cambios: físicos y químicos. La diferencia radica en que en una reacción física no se produce una transformación de la sustancia y el resultado siempre es reversible. En cambio, en una reacción química, ocurre una transformación que genera una nueva sustancia. Además, se produce una transferencia de energía, y estas reacciones suelen ocurrir de forma encadenada y compleja, aunque también se encuentran en procesos simples. El resultado de una reacción química es generalmente irreversible, excepto en algunos casos particulares.

Las reacciones químicas se manifiestan a través de diferentes indicios:

• Desprendimiento de gas: Se forma una nueva sustancia que a temperatura ambiente se encuentra en estado gaseoso.
• Formación de precipitado: Se observa cuando una sustancia no se puede disolver y se deposita en el fondo, como por ejemplo, una pastilla efervescente en agua.
• Cambio de color: La sustancia cambia su color original.
• Liberación o absorción de calor: Se produce un aumento o disminución de la temperatura.
• Cambio de otras propiedades: Se pueden alterar propiedades como la acidez, propiedades ópticas, eléctricas o magnéticas.

Teoría del Flogisto

Esta teoría afirmaba que todo material combustible contenía flogisto en su interior. Al quemar un pedazo de madera, por ejemplo, este se convertía en cenizas con menor masa porque el flogisto, que era parte de su masa, se liberaba en el aire durante la combustión. Sin embargo, esta teoría no podía explicar otros tipos de reacciones químicas, como la oxidación de un metal. Según la teoría del flogisto, si un metal se oxida, pierde flogisto y parte de su masa debería desaparecer. No obstante, al realizar experimentos, se observó que esto no sucedía.

Teoría de Lavoisier

Antoine Lavoisier comprobó que, al quemar metales en un recipiente cerrado con poco aire, estos se recubrían con una capa de calcinado, pero la masa total del sistema no cambiaba. Si el metal había ganado masa al calcinarse, algo dentro del recipiente tenía que haber perdido la misma cantidad de masa, y ese algo era el aire. Esta teoría demostró que durante una reacción química no hay pérdida ni ganancia de materia, ya que la masa no se destruye ni se crea, sino que se transforma. En su experimento, Lavoisier utilizó mercurio y aire.

Ley de las Proporciones Definidas

El científico Joseph Proust realizó un análisis de la composición del cobre y observó que siempre estaba formado por la misma proporción en masa de cobre, carbono y oxígeno. Dedujo que debía existir una regla general donde los componentes de un compuesto siempre se combinen en la misma proporción, que siempre es constante y que en el compuesto final se mantienen invariables. Sin embargo, existen casos en los cuales los mismos elementos se pueden combinar de formas diferentes, dando lugar a compuestos distintos.

Los Átomos y las Reacciones Químicas

Durante una reacción química ocurre una reorganización de los átomos. Es decir, algunos enlaces químicos que forman las moléculas de las sustancias iniciales se rompen y los átomos se reorganizan de otra forma, creando nuevos enlaces y dando lugar a nuevas sustancias. Como la cantidad y el tipo de átomos no varían durante la reacción, la masa se mantiene constante en todo momento.

Tipos de Reacciones Químicas

• Síntesis o Composición: Formación de una o varias sustancias a partir de otros compuestos. Ejemplo: 2Na + O₂ → 2Na₂O
• Descomposición: Un compuesto se descompone en sustancias más sencillas. Ejemplo: 2FeO → 2Fe + O₂
• Desplazamiento: Un elemento desplaza a otro en un compuesto. Ejemplo: Cu + FeO → FeCu + O₂
• Doble Desplazamiento: Intercambio de elementos entre dos compuestos. Ejemplo: NaCl + FeS → Na₂S + FeCl₂
• Neutralización: Se da siempre entre un ácido (que contiene hidrógeno al principio de su fórmula) y un hidróxido (que contiene el grupo OH al final de su fórmula) y forman una sal (compuesto iónico formado por un metal y un no metal) y agua (H₂O). Ejemplo: HCl + NaOH → NaCl + H₂O
• Reacciones Redox: Son reacciones de transferencia de electrones, donde una sustancia pierde electrones (se oxida) y otra los gana (se reduce).
• Combustión: Reacción química que involucra un combustible (material capaz de liberar energía en forma de calor al quemarse) y un comburente (generalmente oxígeno). Ejemplo: la combustión de madera o gas metano.