Qué es una reacción
Es una acción tomada en respuesta por cualquier ser vivo, cuando está frente a un estímulo que recibe. A nivel artístico esta palabra también puede ser aplicada, “Él creyó que su obra produciría alguna reacción en el público”, “Al ver esa película mi respuesta inmediata fue llorar”, otro ejemplo de esto sería cuando se realiza una interpretación chistosa, los comediantes buscan que la respuesta de su público sea la risa o carcajadas generadas por su interpretación.
No hay mejores ejemplos para la palabra “reacción”, en el sentido de la vida cotidiana, en la cual todos están a la expectativa para visualizar las distintas respuestas que tengan los demás individuos frente a una acción que se ejecute, frente a un suceso y a distintas situaciones que se presenten, por ejemplo: una esposa que haga el almuerzo para ella y su esposo, espera que este si no está ocupado o cansado la ayude con la comida, este no la ayuda y la esposa se molesta; todos estos sucesos se producen en serie, los cuales se originan por la acción que realizan ambos protagonistas del acontecimiento.
Qué es una reacción química
Una reacción química es una transformación en la que, a partir de una o más sustancias, se origina otra u otras sustancias diferentes. Las sustancias iniciales se denominan sustancias reaccionantes, mientras que las que se obtienen, se denominan producto de esta.
Son una parte integral de la tecnología, de la cultura y, de hecho, de la vida misma. Quemar combustibles, fundir hierro, hacer vidrio y cerámica, preparar cerveza y queso, son algunos de los ejemplos de actividades que incorporan estas transformaciones, que se conocen y utilizan desde hace miles de años. Además, abundan en la geología de la Tierra, en la atmósfera y los océanos y en una amplia gama de procesos complicados que ocurren en todos los sistemas vivos.
Estas deben distinguirse de los cambios físicos. Los cambios físicos incluyen cambios de estado, como el hielo que se derrite en agua y el agua que se evapora al convertirse en vapor.
Si se produce un cambio físico, las propiedades físicas de una sustancia cambiarán, pero su identidad química seguirá siendo la misma. No importa su estado físico. Un ejemplo de ello es el agua (H2O), ya que el mismo presenta cada molécula compuesta por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. Sin embargo, si el agua convertida en hielo, líquido o vapor, encuentra (Na) sodio metal, los átomos se redistribuyen para dar a las nuevas sustancias hidrógeno molecular (H 2 ) e hidróxido de sodio (NaOH). Por esto, se dice que se ha producido un cambio o respuesta química.
Tipos de reacciones químicas
Orgánicas
Las reacciones orgánicas son un tipo de respuesta química, en el cual están involucrados por lo menos un compuesto químico, ejerciendo la función de reactivo. Las de mayor importancia son:
- Reacción de sustitución: ocurre cuando una partícula o grupo de partículas pertenecientes a una molécula son sustituidas por un átomo o grupo de ellos de otra molécula.
- Reacción de adición: ocurre cuando una partícula inmensa absorbe a otra de menor tamaño. Disminuyendo el nivel de multiplicidad del enlace.
- Reacción de eliminación: surge cuando, a partir de un átomo de mayor tamaño se logra otro de menor dimensión. En este caso, aumenta el nivel de multiplicidad del enlace.
Inorgánicas
Tienen por objetivo el estudio integrado de la formación, estructura, composición y reacciones químicas de los elementos y compuestos inorgánicos, como por ejemplo, el ácido sulfúrico y el carbonato cálcico, es decir, los que no tienen enlaces carbono-hidrógeno, porque éstos pertenecen al campo de la química orgánica.
Existen varios tipos de reacciones químicas, que pueden ocurrir en función de lo que sucede al pasar de los reactivos a los productos. Los tipos más comunes son los siguientes:
1. Reacción de descomposición: es en la que a partir de un compuesto se originan otras sustancias que pueden ser compuestos o elementos. Un ejemplo de este caso es cuando se produce la electrólisis del agua y ocurre la separación del agua en oxígeno e hidrógeno.
2. Reacción de síntesis: esto ocurre cuando a partir de varias sustancias puras se origina otra. Un ejemplo de esto es la combinación del oxígeno y el metal para la formación de óxidos, debido a que da origen a moléculas estables y que puede ser utilizado, en algunos casos, para la fabricación de materiales que se utilizan en la vida diaria del individuo.
3. Reacción de desplazamiento o sustitución: en este tipo el elemento de un compuesto pasa a otro a causa de su interacción. Por esta razón el elemento traspasado produce una atracción por el otro componente, el mismo debe poseer una mayor fuerza que el compuesto inicial.
4. Reacción de doble sustitución: se refiere a un tipo que ocurre cuando dos reactivos interactúan aniones o cationes y producen dos nuevos productos. Las reacciones de doble reemplazo también se denominan, de doble desplazamiento o de metátesis.
La reacción de neutralización, la precipitación y la formación de gas son tipos de reacciones de doble reemplazo.
5. Reacciones iónicas: esta se produce cuando los compuestos iónicos son expuestos ante un disolvente.
6. Reacciones de combustión: se basa en la reacción exotérmica de una sustancia o mezcla de sustancias llamadas combustible con oxígeno. La característica de esta es la formación de una llama, que es la masa gaseosa incandescente que emite luz y calor, que está en contacto con la sustancia combustible.
7. Reacción endotérmica: es aquella que produce una disminución neta de la temperatura porque absorbe el calor del entorno y almacena la energía en los enlaces formados. Un buen ejemplo de ella incluye disolver la sal. No tiene que ser sal de mesa, ni el solvente debe ser agua.
8. Reacciones exotérmicas: son aquellas cuya respuesta libera energía, ya sea en forma de flama o calor. Algunos ejemplos de este tipo de reacción son:
- La oxidación de los metales.
- La combustión de compuestos orgánicos.
En algunas ocasiones para obtener información sobre este tema se utilizan términos errados como es “ejemplos de reacciones térmicas”.
Elementos de una reacción química
Generalmente, en la mayoría de los procesos, es importante acelerar estas, como en la fabricación de productos, en la curación de heridas o enfermedades, en la maduración de las frutas, en el crecimiento de las plantas, etc. Pero hay casos en los que es interesante su función para retrasar estas transformaciones, como es el caso, de la corrosión del hierro y otros materiales metálicos, en la descomposición de los alimentos, en el retraso de la caída del cabello y la vejez, etc.
Los elementos que influyen en la velocidad de la reacción son:
Naturaleza de la reacción
La naturaleza de los reactivos es otro factor que influye en la velocidad; por ejemplo, cuando uno de los reactivos es sólido, la velocidad de reacción suele incrementarse al partirlo en varios pedazos, esto se explica porque aumenta la superficie de contacto entre el sólido y los otros reactivos y, por lo tanto, también el número de colisiones.
Por otra parte, cuando los reactivos están en disolución se encuentran en estado molecular o iónico, y hay mayor probabilidad de que establezcan contacto directo, mientras que en estado gaseoso, las moléculas se encuentran más separadas y por ello la posibilidad de contacto es menor, y decrece aún más si el gas se encuentra libre.
Concentración
La concentración es una medida de la cantidad o número de partículas existentes en un volumen dado, esta puede ser aumentada de dos formas, o bien aumentando el número de partículas en un volumen dado, o disminuyendo el volumen en el que se encuentran un determinado número de partículas.
Presión
Por el hecho que los gases pueden comprimirse, pero los sólidos y líquidos no, la presión solo puede afectar la velocidad de la reacción cuando los reaccionantes se encuentren en estado gaseoso.
Orden
El orden de la reacción controla cómo la concentración (o presión) del reactivo afecta la velocidad de esta.
Temperatura
Si aumenta la temperatura se incrementará la energía cinética en medio de las partículas, por lo que muchas de ellas tendrán la cantidad suficiente de energía para reaccionar resultando un número mayor de choques por segundo y por lo tanto un aumento en la velocidad de esta.
Reacción nuclear
Son los procesos en los que se combinan y transforman los núcleos de los átomos y los sub-átomos. El núcleo también puede fragmentarse y determinar el tipo de reacción que se está generando. Estas pueden ser tanto exotérmicas, es decir, que libera grandes cantidades de energía; o endotérmicas, en donde la energía es absorbida. De ello depende su necesidad de desprender o absorber energía.
Fisión nuclear
Es la división del núcleo de un átomo fuerte en dos o más átomos con núcleos livianos, liberándose elementos como rayos gamma y neutrones. El núcleo que atrapa alguno de estos neutrones se vuelve inestable, por lo que se vuelve a dividir en otros más livianos, repitiéndose el proceso y generándose más neutrones.
Los isótopos físiles son el uranio-233, uranio-235, americio-241, americio-242, americio-244, plutonio-238, plutonio-239, plutonio-241, plutonio-243, neptunio-238, curio-242, curio-243, curio-244 y curio-245, aunque en las centrales de energía nuclear solamente se aprovechan como fuentes de energía el uranio-235 y el plutonio-239.
Fusión nuclear
Es el proceso opuesto a la fisión, siendo la unión de núcleos livianos para formar uno más fuerte. Para ello es necesario que una energía la active; los núcleos de los isótopos de núcleos con peso atómico bajo son los más apropiados para que se este tipo se genere.
Esta se encuentra en la naturaleza en el Sol y otras estrellas debido a las elevadas temperaturas de sus núcleos. Igualmente de manera artificial puede producirse, por ejemplo, en la bomba H, bomba atómica o de hidrógeno. Para esto se deben utilizar aceleradores de partículas o fusión térmica hasta convertir los átomos en plasma.
Reacción nuclear en cadena
Es provocada por la fisión que un neutrón le provoca a un átomo fisible. Una reacción sucede a otra, manteniéndose en el tiempo esta serie, causando que nuevos neutrones liberados provoquen otras fisiones y así sucesivamente.
Este tipo de reacción es utilizado como fuente de energía en las plantas de energía nuclear, que es producida, contenida y controlada en reactores de fisión. Por otro lado, en las bombas, estas reacciones son de manera descontrolada hasta que se extingue el material.
