Significado de Reacción Química (Definición, Qué es, Concepto) [2021]
Significado de Reacción Química
Definición de Reacción Química y su Importancia
El primer paso que debe seguir toda investigación está en la Observación, realizada en principio a simple vista describiendo las características generales de lo que será definido como Objeto de Estudio, dimensionándolo utilizando un correspondiente objeto de medición y posteriormente registrando los detalles acerca de su Color, Morfología, Consistencia y hasta la cantidad de material que se posee (pudiendo expresarse en medidas de Capacidad o Peso dependiendo del estado físico en que se encuentre)Delimitado esto anteriormente mencionado que en muchos casos se conoce como Análisis Extrínseco, podemos comenzar a acotar variando el Instrumental Óptico que hemos utilizado en esta primera instancia para arribar a una observación mucho más minuciosa y precisa de este objeto, y es así que arribamos a lo que es el Exámen Intrínseco, donde podemos llegar a elucubrar lo que posteriormente será una Hipótesis.
Esta formulación es una afirmación que busca predecir o afirmar el comportamiento del Objeto de Estudio cuando es sometido a alguna influencia externa, pero para poder ser considerada como válida es necesario constrastrarla con una Metodología Experimental que es propuesta por el investigador o bien elegida mediante el estudio de una Técnica Científica ya propuesta.
Entre estos métodos de investigación científica uno de los más conocidos es sin lugar a dudas las Reacciones Químicas, considerándose a que toda la materia que encontramos en el planeta tiene como unidades básicas a Elementos Químicos que son complementados entre sí formando distintos Compuestos Químicos, pudiendo ser de origen natural cuando se encuentran en abundancia en el Medio Ambiente o bien Sintéticos cuando tienen un orígen humano.
Para que ocurra una Reacción Química no solo se deben dar ciertas condiciones experimentales que tienen que ver con la Temperatura y Presión, sino que también debe haber una determinada proporción de cada uno de los reactivos, siendo el Solvente el que se encuentra en mayor cantidad, y recibiendo la denominación de Soluto el que esté en menor concentración.
Muchos de estos procesos son Reacciones Reversibles, indicando que se puede volver a obtener los dos compuestos o sustancias que han dado orígen a una nueva formación, mientras que por otro lado tenemos aquellas que resultan en Procesos Destructivos logrando la evaporación de alguna sustancia e impidiendo su recuperación (sobre todo en Reacciones Exotermicas que desarrollan una muy alta temperatura) y que no permiten la recuperación de las sustancias originales que permitieron la conformación de un nuevo compuesto.
Concepto de Reacción Química y Qué es
La reacción química es aquel proceso químico en el cual dos sustancias o más, denominados reactivos, por la acción de un factor energético, se convierten en otras sustancias designadas como productos. Mientras tanto, las sustancias pueden ser elementos químicos (materia constituida por átomos de la misma clase) o compuestos químicos (sustancia que resulta de la unión de dos o más elementos de la tabla periódica).El ejemplo más corriente de una reacción química es la formación de óxido de hierro, que resulta de la reacción del oxígeno del aire con el hierro.
Los productos que se obtienen de ciertos reactivos dependerán de las condiciones persistentes en la reacción química en cuestión, aunque, si bien es una realidad esto que se sostiene que los productos varían de acuerdo a las condiciones, determinadas cantidades no sufren ningún tipo de modificación y por tanto permanecen constantes en cualquier reacción química.
La física reconoce dos grandes modelos de reacciones químicas, las reacciones ácido-base, que no presentan modificaciones en los estados de oxidación y las reacciones redox, que por el contrario sí presentan modificaciones en los estados de oxidación.
En tanto, dependiendo del tipo de productos que resulta de la reacción a las reacciones químicas se las clasifica de la siguiente manera: reacción de síntesis (elementos o compuestos simples se unen para conformar un compuesto más complejo), reacción de descomposición (el compuesto se fragmenta en elementos o compuestos más simples; un solo reactivo se convierte en productos), reacción de desplazamiento o simple sustitución (un elemento reemplaza a otro en un compuesto) y reacción de doble desplazamiento o doble sustitución (los iones de un compuesto modifican lugares con los propios de otro compuesto para conformar dos sustancias diferentes).
Significado de Reacción Química y sus Usos
Operación química fundamental, durante la cual unos compuestos se transforman en otros. Para que esta transformación se realice es necesario que haya una mezcla, que es un sistema termodinámico que intercambia energía con el medio exterior, bien absorbiendo o cediendo calor, bien realizando un trabajo mecánico o bien produciendo energía eléctrica o electromagnética.Introducción histórica
El origen del término reacción química es una consecuencia del triunfo de la mecánica newtoniana. En tiempos de Lavoisier (1743-1794) la química se definía únicamente como el arte de separar los distintos componentes de un compuesto determinado, con operaciones tales como filtrar, separar, precipitar, calcinar, etc., es decir, únicamente lo que hoy en día se conoce como análisis químico. Con un reflejo mimético de la teoría newtoniana, en particular de la llamada ley de acción y reacción, el británico Joseph Black (1728-1799) menciona la acción que un cuerpo químico ejerce sobre otro. Hacia el año 1830 la mayoría de los químicos utiliza la palabra reacción como todo aquello que tiene que ver con la transformación química. También se produce una clasificación de las reacciones en oxidación, reducción, hidrólisis, condensación, doble descomposición, etc.
Aparece entonces la cuestión de la composición de los compuestos químicos. Berthollet afirma que los productos de la reacción dependían de la concentración de los reactivos, y llega a demostrar que es posible invertir el sentido de las reacciones modificando factores tales como la solubilidad o la temperatura. Proust mantiene sin embargo que los compuestos químicos poseen una composición constante que únicamente depende de la proporción de los reactivos, lo que tuvo una importancia capital para la teoría atómica de Dalton.
El cálculo de las constantes de reacción es iniciado con Berthelot y Saint-Gilles con las reacciones entre alcoholes y ácidos. Ostwald, Van't Hoff y Arrhenius estudiaron esta teoría y la aplicaron con éxito a la teoría de las soluciones iónicas, allanando el camino a los estudios de bioquímica y homeostasis de los tejidos animales y vegetales.
Hacia 1920 hace su aparición la teoría de valencia, y las reacciones pudieron entonces ser comprendidas en función de ruptura y creación de enlaces químicos por mecanismos de transferencia de electrones. C. K. Ingold clasificó entonces reactivos y productos según la cesión o compartición de electrones en nucleofílicos y electrofílicos, facilitando la comprensión de las reacciones que tienen lugar en química orgánica.
Ecuaciones químicas
Una reacción química es la transformación de unas sustancias químicas en otras.
Esta expresión lleva el nombre de ecuación química, y en ella queda reflejada la naturaleza de las sustancias reaccionantes (en este caso los gases diatómicos hidrógeno y oxígeno) y del producto de reacción por medio de sus fórmulas químicas, precedidos por unos coeficientes que indican la cantidad de moléculas de cada especie que intervienen en la reacción. Una reacción química se caracteriza por la ruptura de ciertos enlaces químicos y la creación de enlaces nuevos.
Una ecuación química se dice entonces que está ajustada cuando a cada reactivo y a cada producto de reacción se le asigna una fórmula empírica y el número de átomos de cada especie química en ambos miembros de la ecuación es igual, es decir, se cumple la Ley de conservación de la masa. Este tipo de cálculos pertenecen al ámbito de la estequiometría. Conviene señalar que no es necesario (aunque sí conveniente) que estos números sean enteros, pues las ecuaciones de reacción no informan acerca del mecanismo microscópico (la ruptura de enlaces) que tiene lugar, y únicamente dan una idea cuantitativa de la cantidad de cada reactivo que interviene en la reacción. Los mecanismos de reacción se estudian en base a colisiones entre átomos y moléculas y pertenecen al ámbito de la cinética química.
Reacciones espontáneas y forzadas
En algunos casos la reacción química tiene lugar sin intervención externa alguna, es decir, sin aportar desde fuera ni energía ni trabajo. Tales procesos se conocen como procesos espontáneos.
La reacción inversa no es espontánea, ni en las mismas ni en diferentes condiciones. Es importante resaltar que la espontaneidad de una reacción nada tiene que ver con la rapidez con la que se produce. Por ejemplo, la formación del agua (1) es un proceso que a temperatura ambiente transcurre con mucha lentitud, de forma apenas apreciable, y sin embargo espontáneamente. La reacción se puede acelerar, por ejemplo, aumentando la temperatura, o introduciendo una sustancia catalizadora, como se verá más adelante. En el caso de la gasolina, el papel de la chispa proporcionada por la bujía es aumentar la temperatura en el momento inicial, y el calor desprendido por la reacción química mantiene la temperatura necesaria para que se realice el proceso. Sin embargo, no puede haber ningún catalizador que haga que las moléculas de vapor de agua y dióxido de carbono se recombinen para formar gasolina a temperatura ambiente y presiones moderadas.
Procesos exotérmicos y endotérmicos
Una reacción química puede tener lugar acompañada de un desprendimiento de calor o puede realizarse a expensas del calor del entorno. Así, desde un punto de vista termodinámico se tienen reacciones exotérmicas, cuando como resultado de la reacción se desprende energía, y reacciones endotérmicas cuando se absorbe calor en el proceso. El calor desprendido o absorbido por una reacción química, cuando se realiza a volumen constante, es igual a la disminución de energía de las sustancias reaccionantes, y a presión constante es igual a la disminución de su Entalpía. Si se desprende calor, la variación de entalpía es negativa, y, si se absorbe, es positiva.
El primer principio de la termodinámica establece que la variación de energía o entalpía entre dos estados depende únicamente de la naturaleza de ambos estados, y no del camino seguido entre ellos. Esto significa que los calores de reacción son aditivos, lo que se conoce como Ley de Hess: "Si la reacción A más la reacción B dan la reacción C, entonces el calor desprendido por la reacción C es igual a la suma de los calores de reacción A y B". Es entonces posible calcular los calores de reacción a partir de los calores de formación de cada especie química presente. Así, teniendo tabuladas las entalpías de formación en condiciones normales de un suficiente número de sustancias se pueden obtener los calores de reacción de una gran cantidad de productos químicos. En las reacciones de formación de compuestos químicos la entalpía de formación da una idea de la estabilidad del compuesto. La variación de cada uno de los parámetros termodinámicos de una reacción se estudia en la llamada Termoquímica o termodinámica química.
El equilibrio químico
Cuando se pone en contacto gas hidrógeno y gas oxígeno, la reacción química se produce por medio de colisiones moleculares. Así, cuanto mayor sea el número de moléculas por unidad de volumen, mayor número de colisiones se realizarán, y por tanto más rápidamente se producirá la reacción. Por ejemplo, la velocidad de formación del NO a partir de sus gases, dependerá del número de colisiones entre una molécula de N2 y una de O2, es decir, de su concentración.
La constante de proporcionalidad k1 es llamada constante de velocidad de la reacción directa, que varía con la temperatura, ya que al aumentar la temperatura aumenta en general el número de colisiones.
También puede ocurrir la reacción inversa, la colisión de dos moléculas de NO para formar dos moléculas de N2 y O2.
El proceso dinámico que tendrá lugar será entonces el siguiente: al principio, el gran número de moléculas de N2 y O2 presentes hará que se forma NO con rapidez. El número de moléculas de NO será escaso y la reacción inversa se producirá muy raramente. A medida que se incrementa el número de moléculas de NO y desaparecen las moléculas de N2 y O2 disminuye la reacción directa y aumenta la reacción inversa. Así se alcanzará un estado en el que la producción de moléculas de NO se equilibra con su descomposición, es decir, que expresa el estado de equilibrio dinámico, en el que la velocidad de formación de NO es igual a su velocidad de desaparición.
Este mecanismo de formación del NO es mucho más sencillo de lo que en realidad sucede, con formación de compuestos intermedios en varias etapas. Afortunadamente, ningún mecanismo molecular interfiere en los cálculos de equilibrios.
Mecanismos de reacción
Algunas reacciones presentan velocidades cuya expresión experimental es complicada, indicio de que tienen lugar mecanismos complejos, con formación de compuestos intermedios. La formación de estos compuestos intermedios, y por ende la realización de la reacción, depende de factores tales como la orientación relativa de los reactivos y de su velocidad en el momento del impacto, factores que es muy difícil observar experimentalmente. El primer estudio cinético fue debido a Max Bodenstein, quien en 1893 estudió la reacción en la que teóricamente una molécula diatómica de hidrógeno colisiona con una de yodo, se rompen sus enlaces y emergen dos moléculas de IH. En 1967 J. H. Sullivan demostró que el mecanismo de esta reacción era un suceso mucho más complicado, que involucra reacciones en cadena.
El mecanismo de reacción más sencillo supone que la formación de una molécula nueva tiene lugar siempre que los reactivos experimenten una colisión con cierta orientación relativa de las moléculas y con una energía característica, y en caso contrario se produce una colisión elástica o dispersión. Experimentalmente se pueden conocer únicamente la probabilidad de orientación de una molécula, y su curva de distribución de velocidades. En ningún caso se pueden conocer ni seleccionar a priori ambas cantidades para una determinada molécula. Estas limitaciones se pueden superar en parte utilizando el método llamado de haces moleculares cruzados: se seleccionan por medio de ruedas de paletas aquellas moléculas de una determinada dirección y velocidad, formando dos haces que se hacen colisionar entre sí en una cámara de reacción, sometida a alto vacío y rodeada de detectores.
Medida de las velocidades de reacción
El método más clásico de observar la velocidad a la que se produce una reacción es midiendo la rapidez de desaparición de un determinado reactivo o la aparición del producto. Si durante una reacción gaseosa cambia el número total de moles, el curso de la reacción se puede medir a partir del cambio de presión a volumen constante, o el de volumen a presión constante, cantidades fáciles de medir y que no perturban al sistema. Otras medidas utilizadas con frecuencia hacen uso de métodos ópticos, tales como la rotación de la luz por una disolución (útil si reactivos y productos tienen capacidades distintas para rotar la luz polarizada), cambios en el índice de refracción de la disolución, cambios de color y por último medidas del espectro de absorción. Entre las medidas eléctricas pueden citarse los de conductividad eléctrica de las disoluciones, el potencial eléctrico de una pila y la espectroscopía de masas.
Los métodos químicos más utilizados consisten en separar una pequeña parte de la sustancia reaccionante, detener la reacción con un brusco descenso de la temperatura o mediante su disolución, y medir por procedimientos tradicionales la concentración de cada especie. Estos métodos presentan la desventaja de interferir en el curso normal de la reacción y ser poco precisos.
Orden y molecularidad de una reacción
Se denomina orden de una reacción a la suma de todos los exponentes de los términos de concentración en la ecuación de velocidad. Así, la reacción general anterior es de primer orden en A, de segundo orden en B y de tercer orden global. Es un parámetro puramente experimental que se observa en la ecuación de la velocidad y que no indica nada acerca del mecanismo de la reacción. La molecularidad de una reacción indica el número de moléculas individuales que interactúan en cada etapa de la reacción, un parámetro que requiere el conocimiento del mecanismo de la reacción. No tiene sentido hablar de molecularidad global. La mayoría de las reacciones son unimoleculares (desintegraciones) o bimoleculares (colisiones). Dado que la colisión de tres cuerpos es un suceso altamente improbable, las reacciones trimoleculares reales son escasas, y a menudo aquellas que lo parecen presentan varias etapas uni y bimoleculares. Reacciones tetramoleculares (colisiones de cuatro cuerpos) son virtualmente imposibles.
Energía de activación de Arrenhius
Al calcular la constante de equilibrio de una reacción dada se ha supuesto (10) que el equlibrio se establece cuando las velocidades de las reacciones directa e inversa se igualan. Esta deducción es únicamente válida cuando la reacción ocurre en una sola etapa. Para este tipo de reacciones.
expresión que se puede deducir de las propiedades termodinámicas de la ecuación de Gibbs-Helmholtz. La entalpía de reacción puede interpretarse como la diferencia de dos energías, y el hecho de que la velocidad de reacción dependa de esta diferencia de energías sugiere una cierta energía umbral que han de sobrepasar las moléculas que chocan entre sí para reaccionar, y en caso contrario se produce una colisión elástica. Arrenhius afirmó que esta energía de activación era tal que cuanto mayor fuese, más lenta sería la reacción, lo que se confirma experimentalmente.
Cuando las moléculas pasan la energía de activación se suelen formar los llamados complejos activados o estados de transición, etapas intermedias de reacción en las que los átomos, si bien se encuentran bastante separados entre sí para hablar de verdaderas moléculas, se encuentran ejerciendo cierta interacción mutua. Son, en ese sentido, moléculas inestables que se descomponen para dar o bien los reactivos o bien los productos de reacción, y se representan por su fórmula con una doble cruz,
Además de la entalpía de activación también tiene importancia la entropía de activación, pues si la barrera entálpica es baja y la entropía de activación es grande y positiva, la reacción se favorece, y recíprocamente si el complejo activado está mucho más ordenado que los reactivos, la entropía de activación es negativa y la reacción se retarda. Los complejos activados suelen ser radicales, moléculas que no presentan carga eléctrica neta pero que por poseer varios pares de electrones desapareados presentan una gran actividad química.
Catalizadores
Los catalizadores son sustancias que aceleran las reacciones, y que no intervienen en los productos de reacción, tan sólo intervienen en su formación. Proporcionan un camino alternativo al mecanismo de reacción común con una energía de activación menor. Esto se consigue bien proporcionando energía para una disociación o bien ayudando a la ordenación de los reactivos en el complejo activado. Por el primer mecanismo, disminuye la entalpía de formación, como es el caso de la formación de agua a partir de una atmósfera de H2 y O2: si se coloca una pequeña superficie de platino se produce una gran disociación del hidrógeno, y como resultado la reacción se acelera. El segundo mecanismo aumenta la probabilidad de que los reactivos estén ordenados más convenientemente de lo que estarían en disolución.
Clasificación de las reacciones químicas
Dependiendo del tipo de mecanismo que tiene lugar se pueden observar los siguientes tipos de reacciones químicas. A menudo, estos tipos pueden presentarse de forma conjunta.
Disoluciones
Cuando una sustancia química pura se halla dispersa en el seno de otra sustancia, mucho más abundante, se tiene una disolución. La gran mayoría de las reacciones químicas se estudian en disolución. Los mecanismos que tienen lugar pueden ser por medio de reacción química entre el soluto (la sustancia que se disuelve) y el disolvente (el medio en el que se disuelve), por ejemplo la disolución de sal común en agua, donde se forma un compuesto químico nuevo, o bien la formación de solvatos, donde se ionizan las moléculas del soluto y se rodean de iones de disolvente de signo contrario. También pueden encontrarse sistemas en los que no haya ninguna reacción química y exista una mera dispersión de moléculas en el seno de un disolvente, debido a la tendencia de los sistemas naturales a alcanzar estados de máximo desorden.
Disociaciones
A menudo una sustancia química sufre una separación parcial en otros compuestos más sencillos, que pueden ser compuestos iónicos. Así, el agua presenta un cierto grado de disociación, encontrándose una molécula de cada diez millones separada en un ion H+ y un ion OH-, es decir, tiene lugar la disociación
La concentración de cada uno de estos iones, en el agua pura, es idéntica, y se dice entonces que es una sustancia neutra. El grado de disociación de una sustancia depende en gran medida de su temperatura. Otro ejemplo es la disociación de CO3Ca sólido calentado a alta temperatura, que produce cal viva y dióxido de carbono gaseoso.
Hidrólisis
Al disolver una sal en agua se produce su disociación, fenómeno conocido como hidrólisis (ruptura por el agua), en sustancias nuevas. Los mecanismos de reacción implican la ionización del compuesto hidrolizado. Ejemplos son la conversión del almidón en glucosa mediante agua, la conversión de la sacarosa en glucosa y fructosa y la conversión de grasas naturales en ácidos grasos y glicerina por reacción con agua en la elaboración de jabones.
Véase Hidrólisis.
Síntesis
Consiste en la obtención de un compuesto químico a partir de moléculas más sencillas, o bien el proceso de formación de un compuesto a partir de una sustancia de estructura conocida por una reacción química o sucesión de reacciones. La síntesis es total si el compuesto se ha obtenido íntegro a partir de sus elementos, y parcial si alguno de los productos finales no se obtiene. Es la reacción inversa a la disociación.
Reacciones ácido-base
Según la definición de Arrenhius, un ácido es aquella sustancia que, disuelta en agua, aumenta la cantidad de protones o iones H+ de la disociación del agua. Análogamente definió base como aquella sustancia que incrementa la concentración de iones OH-. Dependiendo del grado de disociación que presenten se pueden distinguir los ácidos y bases débiles (presentan una disociación parcial) y los ácidos y bas fuertes, cuya disociación es prácticamente completa. Ejemplo de ácido débil es el ácido acético CH3COOH, y de ácido fuerte ClH. La definición anterior únicamente tiene en cuenta el comportamiento de ácidos y bases en disoluciones acuosas. Brønsted y Lowry afirmaron que los ácidos son aquellas sustancias capaces de ceder protones y las bases las sustancias capaces de aceptarlos. La comprensión del carácter ácido o básico de una sustancia fue incrementada al formular Lewis su teoría de los electrones, en la que los ácidos son cualquier átomo, molécula o ión que que puede combinarse con otra molécula o ión para formar un enlace covalente con dos electrones de la segunda molécula o ión (electrófilo), y base aquella sustancia que forma un enlace covalente donando un par de electrones (nucleófilo).
Los comportamientos en disolución de las sales dependen en gran medida de la naturaleza fuerte o débil de los ácidos y bases que las componen. Así, las sales de ácidos y bases fuertes presentan disociación completa en agua, mientras que la disociación de una sal de ácido y base débil presenta disociación parcial.
Oxidación-reducción o Redox
Antiguamente se entendía por oxidación la combinación de cualquier elemento con el oxígeno (Lavoisier) y la reducción como la combinación de un elemento con el hidrógeno. Hoy en día los conceptos de oxidación y reducción se describen en orden al intercambio de electrones entre una sustancia que los cede (se oxida) y otra que los recibe (se reduce).
Entre las reacciones redox merece una especial mención los procesos de combustión y llama y las detonaciones.
Reacciones electroquímicas
El aprovechamiento de las reacciones redox como medio de producción de electricidad es una de las aplicaciones más intensamente estudiadas desde que A. Volta construyera, en 1800, su pila electroquímica. Al introducir, por ejemplo, cobre y cinc en una disolución de sulfato de cobre y sulfato de cinc, algunos de los átomos del ánodo se oxidan, y los del cátodo se reducen,
Al ser diferentes los potenciales de ionización de ambos electrodos, es decir, su capacidad para perder electrones, se crea una distinta concentración de electrones libres entre los electrodos, una diferencia de potencial que puede utilizarse como generadora de corriente eléctrica.
La reacción química contraria, incentivada con una pequeña batería, permite depositar una fina capa de metal de gran pureza sobre cualquier pieza, procesos conocidos como electrodeposición y galvanizado.
Polimerización
Reacción química en la que compuestos de bajo peso molecular o monómeros se combinan repetidamente entre sí para formar compuestos de alto peso molecular, llamados polímeros. Tienen lugar con frecuencia en química orgánica.
Catálisis
Los catalizadores, aunque participan en el mecanismo de una reacción, no forman parte de los productos de reacción, sino que son regenerados y por lo tanto no aparecen en la ecuación estequiométrica. Su papel se limta a faciltar la disociación de ciertas moléculas o la formación de compuestos activados con pequeña energía de activación, acelerando la reacción. Sin embargo, no pueden hacer posible una reacción que sin su presencia no se realizaría.
Dependiendo de si su fase es igual o distinta que las sustancias reactivas se clasifican, respectivamente, en homogéneos y heterogéneos.
Se conocen como sustancias inhibidoras aquellas cuyo papel es el contrario de los catalizadores, es decir, que retardan una reacción química. Ejemplos de ello son los antioxidantes o inhibidores de corrosión y las sustancias antidetonantes presentes en las gasolinas.
Muchas reacciones fundamentales que ocurren en los organismos vivos se realizan por medio de biocatalizadores llamados enzimas, como por ejemplo la ptialina de la saliva, que cataliza la hidrólisis del almidón en azúcar en condiciones suaves.
Reacciones fotoquímicas
Hay un gran número de reacciones químicas que son aceleradas o provocadas por la acción de la luz u otra radiación energética, como por ejemplo la formación del ácido clorhídrico, la producción de ozono a partir de la molécula diatómica de oxígeno o la descomposición de los haluros de plata imersos en las emulsiones fotográficas.
De manera somera los efectos fotoquímicos pueden distinguirse en dos grandes tipos, dependiendo de si son procesos espontáneos acelerados por la luz o procesos forzados inducidos por la luz. Sólo éstos reciben propiamente el nombre de reacciones fotoquímicas, y actúan conforma a ciertos principios, comúnmente reunidos con el nombre de leyes de la fotoquímica, que a continuación se enumeran.
1. Únicamente las radiaciones absorbidas por un sistema pueden producir una reacción fotoquímica, aunque no toda la radiación absorbida es necesariamente activa en la reacción.
2. La masa de producto de reacción obtenido es proporcional a la energía radiante absorbida por las sustancias reaccionantes.
3. Cuanto mayor es la frecuencia de la radiación incidente mayor es la actividad fotoquímica del sistema, es decir, mayor número de reacciones moleculares por unidad de tiempo tienen lugar.
4. Consecuencia de las leyes del efecto fotoeléctrico enunciadas por Einstein, el número de moléculas transformadas debería ser igual al número de fotones absorbidos. Sin embargo, al absorber el fotón y formarse el complejo activado hay cierta probabilidad de que vuelva a ser emitida la radiación sin que tenga lugar la reacción. Por otra parte, en algunas reacciones el complejo activado actúa de catalizador de la reacción (reacciones en cadena), y por lo tanto el número de moléculas de producto de reacción que se obtienen es siempre superior a la unidad.
Combustión y llama
Se trata de reacciones en las que un combustible -generalmente algún tipo de hidrocarburo- reaccionan con un comburente -generalmente oxígeno- con el resultado de un gran desprendimiento de energía en forma de luz y calor. A veces este deprendimiento de energía es muy violento, en forma de deflagración o explosión.
La combustión es entonces un proceso de oxidación exotérmico cuyos productos finales, en el caso de los hidrocarburos, son dióxido de carbono y vapor de agua, y en caso de otros elementos -azufre, magnesio, fósforo o hidrógeno- son los óxidos correspondientes. Generalmente es necesario alcanzar cierta temperatura para que esta reacción se inicie. Esta temperatura recibe el nombre de punto de ignición en gases y punto de inflamación en líquidos y sólidos. Algunos compuestos poseen puntos de inflamación por debajo de temperatura ambiente, como el fósforo pulverulento, y presentan combustión espontánea.
Generalmente se asocia la combustión a la aplicación de una llama directa a un cuerpo, proceso conocido como calcinación, cuyo nombre proviene de la producción de cal. Este método se utilizaba hacia el siglo XVI como medio de reducción de los metales y separación de ganga. Hacia mediados del s. XVIII Lavoisier estableció la teoría de que la combustión se debe a la fijación del oxígeno presente en el aire en la sustancia que arde, y que la respiración animal no es más que una combustión lenta de los hidrocarburos presentes en los alimentos.
En las reacciones de combustión tiene gran importancia la llama, formada por gases en combustión que arden a diferente temperatura según el grado de contacto entre combustible y comburente, o entre el agente oxidante y el reductor. Esta proporción variable origina diversas reacciones químicas que alcanzan diferentes temperaturas.
Intercambio iónico
Se trata de reacciones de sustitución de un tipo de iones presentes en una disolución por otro con ayuda de un material, generalmente un sólido poroso, cuya estructura física superficial no se altera. Un ejemplo de este tipo de reacciones son los filtros que eliminan la dureza del agua a base de hacer pasar el agua, rica en iones Na++, por una zeolita que los sustituye por iones Ca++. Los intercambiadores iónicos pueden ser también resinas sintéticas con diversos grupos activos (carboxílico, sulfónico, fenólico, etc). El intercambio iónico posee múltiples aplicaciones a escala industrial, especialmente en el sector alimentario (ablandamiento de agua y leche, eliminación del hierro en el vino) y en el sector químico (recuperación de metales valiosos de deshecho y eliminación de productos indeseados de formaldehídos y otros compuestos químicos).
Última Actualización de esta página el 31 de Diciembre de 2020.
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