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sábado, 2 de marzo de 2013

REACCIÓN QUÍMICA---


REACCIÓN QUÍMICA

En   primer   lugar   diferenciaremos   entre   cambios químicos y cambios físicos. 
Cambios  físicos:  no  hay  rotura  ni  formación  de enlaces  químicos.  No  cambia  la  naturaleza  de  la sustancia. 
Ej: luz,  sonido,  movimiento,  fuerza,  cambios  de estado...
Cambio   químico:   se   dan   cuando   se   producen reacciones  químicas,  es  decir,  cuando  los  átomos rompen sus enlaces y forman otros nuevos. Cambia la naturaleza de la sustancia. 
Ej: combustión, oxidación, descomposición...

Una reacción química o cambio químico es todo proceso químico en el cual dos o más sustancias (llamadas reactivos), por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias (llamadas productos). Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro.
A la representación simbólica de las reacciones se les llama ecuaciones químicas.
Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar según cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reacción química. Estas cantidades constantes, las magnitudes conservadas, incluyen el número de cada tipo de átomo presente, la carga eléctrica y la masa total.


LEY DE LAVOISIER o Ley de conservación de la masa
"En toda reacción química la masa se conserva, esto es, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos”.

TIPOS DE REACCIONES
Las reacciones químicas se pueden clasificar atendiendo a diversos aspectos:


a)Según los compuestos que reaccionan y se forman:
Nombre
Descripción
Representación
Reacción de síntesis
Elementos o compuestos sencillos que se unen para formar un compuesto más complejo.
B+C à BC
Reacción de descomposición
Un compuesto se fragmenta en elementos o compuestos más sencillos. En este tipo de reacción un solo reactivo se convierte en zonas o productos.
BC à B+C
Reacción de desplazamiento o simple sustitución
Un elemento reemplaza a otro en un compuesto.
C + AB → AC + B
Reacción de doble desplazamiento o doble sustitución
Los iones en un compuesto cambian lugares con los iones de otro compuesto para formar dos sustancias diferentes.
AB + CD → CB + AD


b)Según la naturaleza de los reactivos:
NEUTRALIZACIÓN
Una reacción de neutralización es una reacción entre un ácido y una base. Cuando en la reacción participan un ácido fuerte y una base fuerte se obtiene una sal y agua. Mientras que si una de las especies es de naturaleza débil se obtiene su respectiva especie conjugada y agua. Así pues, se puede decir que la neutralización es la combinación de cationes hidrógeno y de iones hidróxido para formar moléculas de agua. Durante este proceso se forma una sal.
Las reacciones de neutralización son generalmente exotérmicas, lo que significa que desprenden energía en forma de calor.
Generalmente la siguiente reacción ocurre:
ácido + base → sal + agua
Este tipo de reacciones son especialmente útiles como técnicas de análisis cuantitativo. En este caso se puede usar una solución indicadora para conocer el punto en el que se ha alcanzado la neutralización completa. Algunos indicadores son la fenolftaleína (si los elementos a neutralizar son ácido clorhídrico e hidróxido de sodio), azul de safranina, el azul de metileno, etc. Existen también métodos electroquímicos para lograr este propósito como el uso de un pHmetro o la conductimétria.
Ejemplos:

NaOH + H2CO3  --->  NaHCO3  + H2O    

3 HNO + Al(OH) 3  -->  Al(NO3) 3 + 3 H2O                            



pH:  es una medida de acidez o alcalinidad. La escala del pH va de 0 (ácido) a 14 (básico). El punto medio de la escala es 7, aquí hay un equilibrio entre acidez y alcalinidad.

La escala del pH es logarítmica. Los valores son multiplicados por 10 en cada unidad respecto a la anterior. Es por eso que el valor del pH de 6 es 10 veces más ácido que un pH con un valor de 7, pero un pH de 5 es 100 veces mas ácido que un pH de 7.

REACCIONES REDOX
Son  reacciones  en  las  que  una  sustancia,  reductor cede electrones a otra sustancia, oxidante. Cuando un reductor cede un electrón se convierte en su oxidante conjugado y cuando una oxidante acepta un electrón se convierte en su reductor conjugado. Aquellos  reductores  que  tiene mucha tendencia  a ceder  electrones  se  llaman  fuertes,  y  si  tienen  poca débiles. Aquellos    oxidantes    que    tiene    mucha  tendencia a aceptar electrones se llaman fuertes, y si tienen poca se llaman débiles.
Los oxidantes y reductores fuertes tienen conjugados débiles y viceversa. La fortaleza y debilidad de estos depende  de  la  sustancia  con  la  que  reaccione.  Un reductor   fuerte   reacciona   mucho   mejor   con   un
oxidante  fuerte,  mientras  que  un  reductor  débil reacciona muy poco con un oxidante débil.
Una de las reacciones redox más importantes son las reacciones  de combustión. En  ellas, una sustancia gana electrones, el oxígeno (oxidante), mientras que otra, el combustible (reductor) lo pierde. 
El  oxígeno,  que  forma  el  21  %  de  la  atmósfera,  es una sustancia muy reactiva. Produce reacción química exotérmica  con  casi  todas  las sustancias  conocidas. La reacción  de  cualquier  sustancia  con  el oxígeno recibe  el  nombre  de  oxidación y es exotérmica, es decir, desprende calor. 
Los tipos más frecuentes de combustible son los materiales orgánicos que contienen carbono e hidrógeno. En una reacción completa todos los elementos tiene el mayor estado de oxidación. Los productos que se forman son el dióxido de carbono (CO2) y el agua, el dióxido de azufre (SO2) (si el combustible contiene azufre) y puede aparecer óxidos de nitrógeno (NOx), dependiendo de la temperatura de reacción. En la combustión incompleta los productos que se queman pueden no reaccionar con el mayor estado de oxidación, debido a que el comburente y el combustible no están en la proporción adecuada, dando como resultado compuestos como el monóxido de carbono (CO). Además, pueden generarse cenizas.
El proceso de destruir materiales por combustión se conoce como incineración.
Para iniciar la combustión de cualquier combustible, es necesario alcanzar una temperatura mínima, llamada temperatura de ignición, que se define como, en ºC y a 1 atm, temperatura a la que los vapores de un combustible arden espontáneamente.
La temperatura de inflamación, en ºC y a 1 atm es aquella que, una vez encendidos los vapores del combustible, éstos continúan por si mismos el proceso de combustión.


c) Según desprendan o absorban energía:
Exotérmicas: Son aquellas en las cuales se desprende energía mediante calor.
Endotérmicas: Son aquellas en las cuales se absorbe energía mediante calor.

Calor de reacción: es la cantidad de energía desprendida o absorbida mediante calor en una reacción química.



CARACTERÍSTICAS DE LOS ÁCIDOS Y LAS BASES:
ÁCIDOS
Un ácido (del latín acidus, que significa agrio) es considerado, según Arrhenius como cualquier compuesto químico que, cuando se disuelve en agua, produce una solución con una actividad de catión hidronio mayor que el agua pura, esto es, un pH menor que 7.
H3O(l) + H2O (l)  <--->   H3O+(ac) + OH-(ac)
Esto se aproxima a la definición moderna de Johannes Nicolaus Brønsted y Martin Lowry, quienes definieron independientemente un ácido como un compuesto que dona un catión hidrógeno (H+) a otro compuesto (denominado base). Algunos ejemplos comunes incluyen al ácido acético (en el vinagre), y el ácido sulfúrico (usado en baterías de automóvil). Los sistemas ácido/base son diferentes de las reacciones redox en que no hay un cambio en el estado de oxidación. Los ácidos pueden existir en forma de sólidos, líquidos o gases, dependiendo de la temperatura. También pueden existir como sustancias puras o en solución.

Aunque el concepto de Arrhenius es muy útil para describir muchas reacciones, está un poco limitado, por lo que citamos otros dos conceptos: Un ácido de Brønsted-Lowry (o simplemente ácido de Brønsted) es una especie que dona un protón a una base de Brønsted-Lowry.
Un tercer concepto fue propuesto por Gilbert N. Lewis, que incluye reacciones con características ácido-base que no involucran una transferencia de protón. Un ácido de Lewis es una especie que acepta un par de electrones de otra especie; en otras palabras, es un aceptor de par de electrones. Las reacciones ácido-base de Brønsted son reacciones de transferencia de protones, mientras que las reacciones ácido-base de Lewis son transferencias de pares de electrones.

Propiedades de los ácidos
Tienen sabor ácido como en el caso del ácido cítrico en la naranja y el limón.
Cambian el color del papel tornasol azul a rosado, el anaranjado de metilo de anaranjado a rojo y deja incolora a la fenolftaleína.
Son corrosivos.
Producen quemaduras de la piel.
Son buenos conductores de electricidad en disoluciones acuosas.
Reaccionan con metales activos formando una sal e hidrógeno.
Reaccionan con bases para formar una sal mas agua.
Reaccionan con óxidos metálicos para formar una sal mas agua.

BASES:

Una base es, en primera aproximación (según Arrhenius), cualquier sustancia que en disolución acuosa aporta iones OH− al medio. Un ejemplo claro es el hidróxido potásico, de fórmula KOH:
KOH → OH− + K+ (en disolución acuosa)

La teoría de Brønsted y Lowry de ácidos y bases, formulada en 1923, dice que una base es aquella sustancia capaz de aceptar un protón (H+). Esta definición engloba la anterior: en el ejemplo anterior, el KOH al disociarse en disolución da iones OH−, que son los que actúan como base al poder aceptar un protón. Esta teoría también se puede aplicar en disolventes no acuosos.
Lewis en 1923 amplió aún más la definición de ácidos y bases, aunque esta teoría no tendría repercusión hasta años más tarde. Según la teoría de Lewis una base es aquella sustancia que puede donar un par de electrones. El ion OH−, al igual que otros iones o moléculas como el NH3, H2O, etc., tienen un par de electrones no enlazantes, por lo que son bases. Todas las bases según la teoría de Arrhenius o la de Brønsted y Lowry son a su vez bases de Lewis.
Ejemplos de bases de Arrehnius: NaOH, KOH, Al(OH) 3
Ejemplos de bases de Brønsted y Lowry: NH3, S2−, HS−.

Propiedades de las bases
Finalmente, según Boyle, bases son aquellas sustancias que presentan las siguientes propiedades:
Poseen un sabor amargo característico.
No reaccionan con los metales.
Sus disoluciones conducen la corriente eléctrica.
Azulean el papel de tornasol.
Reaccionan con los ácidos (neutralizándolos)
La mayoría son irritantes para la piel.
Tienen un tacto jabonoso.
Se pueden disolver
Sus átomos se rompen con facilidad



VELOCIDAD DE REACCIÓN:
Las  reacciones  químicas  se  dan  a  una  determinada velocidad,  unas  son  más  rápidas  que  otras.  Esto depende    fundamentalmente    de    los    siguientes factores: naturaleza de la sustancia (unas sustancias rompen  y  forman  sus  enlaces  con  más  facilidad  que otras),     temperatura (normalmente a mayor temperatura  mayor  velocidad  tendrá  la  reacción),
grado  de  división  (cuanto  más  divididos  estén  los reactivos mayor velocidad de reacción), catalizadores (sustancias  que  aceleran  la  reacción),  inhibidores (sustancias  que  retardan  la  reacción), concentración de  reactivos  (mayor  velocidad  de  reacción  a  mayor
concentración).
 Es  importante  resaltar,  que  la  velocidad  de  una reacción  no  está  relacionada  directamente  con  su energía de reacción, es decir, que una reacción puede ser   rápida   y   ser   exotérmica   o   endotérmica   y viceversa.
Por otra parte, también hay que resaltar, que la velocidad con que transcurre una reacción, no influye en el estado final de la misma.