¿Cuál es la importancia de las reacciones químicas?

Hace mucho tiempo, la gente descubrió que:

• las sustancias pueden reaccionar para hacer nuevas sustancias
• estas reacciones pueden ser controladas

La ciencia de la química comenzó cuando la gente empezó a experimentar con las reacciones químicas de forma sistemática y a organizar sus resultados lógicamente.

A medida que se desarrollaba la química, los científicos aprendieron que los seres vivos sólo existen como resultado de reacciones químicas, y esto nos incluye a ti y a mí.

Cada ser vivo es un conjunto de química extraordinariamente bien organizado y autogestionado.

¿Conjuntos de química sofisticados?

Nuestra sociedad de alta tecnología no podría existir sin la capacidad de los químicos para controlar con precisión las reacciones químicas – la pantalla que estás viendo ahora mismo es un ejemplo de un dispositivo que sería imposible de fabricar.

Así que, en una escala de importancia científica del uno al diez, las reacciones químicas tienen una puntuación de diez.

La gente empezó a hacer reaccionar productos químicos hace mucho tiempo

Nuestros antiguos antepasados aprendieron:

• Cómo aprovechar y controlar la reacción oxígeno-madera para hacer fuego.
• Cómo liberar los metales de sus minerales para fabricar arados, hachas, martillos y cinceles eficientes.
• Cómo desinfectar/fumigar habitaciones y edificios con dióxido de azufre, el gas liberado al quemar azufre.
• Cómo convertir la piedra caliza en óxido de calcio, la base del cemento y el hormigón. Se hicieron posibles proyectos de construcción a gran escala, como el Coliseo de la antigua Roma.

El Coliseo se construyó con cemento de óxido de calcio. Este edificio tiene casi 2000 años. Imagen de Paul Zangaro

No todos los usos fueron pacíficos

Nuestros antepasados utilizaron nuevos materiales, como el hierro y el acero, para hacer la guerra. Descubrieron reacciones químicas explosivas y fabricaron pólvora mezclando nitrato de potasio, carbón y azufre.

Seguimos haciendo nuevos descubrimientos

La tecnología móvil depende de los descubrimientos realizados por los químicos: desde los plásticos hasta las baterías de iones de litio.

Aunque sabemos mucho más de química que nuestros antepasados, seguimos estudiando las reacciones químicas; esto aporta mejoras en la tecnología y en nuestra salud.

La mera emoción de hacer nuevos descubrimientos también impulsa a los químicos a seguir investigando las reacciones. Algunos ejemplos son:

• Las reacciones químicas del litio alimentan nuestros teléfonos, tabletas y cámaras.
• Las reacciones bioquímicas y electroquímicas permiten a nuestro cerebro almacenar recuerdos y pensar.
• Nuevas reacciones químicas y bioquímicas para producir nuevos antibióticos, porque las bacterias son cada vez más resistentes a los antibióticos que usamos actualmente.

Reaccionantes y productos

Las reacciones químicas comienzan con reactivos y terminan con productos. En las reacciones químicas:

Usar la flecha que apunta hacia la derecha implica que todos los reactantes se convierten en productos. Por ejemplo, podemos hacer agua haciendo reaccionar el hidrógeno con el oxígeno. Los reactivos son el hidrógeno y el oxígeno. El producto es agua en fase gaseosa porque la reacción produce mucho calor.

A menudo las reacciones químicas dan lugar a un equilibrio en el que la reacción procede en ambas direcciones, dando lugar a una mezcla de reactivos y productos.

Esto se muestra utilizando una flecha diferente:

Por ejemplo, la reacción en fase gaseosa utilizada para hacer amoníaco a partir de hidrógeno y nitrógeno resulta en un equilibrio:

En el equilibrio, las velocidades de reacción en las direcciones hacia adelante y hacia atrás son iguales.

¿Cómo sabemos que se ha producido una reacción química?

¿Lo sabías?

Las moscas brillan cuando una reacción química en sus cuerpos libera luz.

Mosca por Yikrazuul

Sólo se ha producido una reacción química cuando se han creado una o varias sustancias nuevas. A veces esto es evidente, a veces no tanto.

También se suele detectar un cambio de energía, porque la reacción se calienta o se enfría.

Ejemplo

Los alimentos pueden reaccionar químicamente con el oxígeno. Dos formas de reaccionar los alimentos con el oxígeno son la combustión y la respiración.

Si el alimento es un hidrato de carbono, la ecuación verbal tanto para la combustión como para la respiración es:

La combustión
La ceniza y la llama hacen evidente que se están fabricando nuevas sustancias y que se ha liberado energía. La ceniza se forma porque los alimentos no suelen arder limpiamente. Aunque el dióxido de carbono y el agua formados por la reacción son menos obvios, la ceniza y la llama hacen que sea fácil saber que se ha producido una reacción química.

Respiración
La evidencia de una reacción química durante la respiración es más sutil que cuando quemamos alimentos. No es obvio que el agua y el dióxido de carbono sean producidos por la reacción, aunque podemos detectarlos. Por ejemplo, podemos utilizar agua de cal para demostrar que hay más dióxido de carbono en el aire que exhalamos que en el que inspiramos. Al respirar sobre una ventana fría se produce condensación, lo que indica que hay agua en nuestro aliento. La energía liberada por la respiración mantiene a todos los animales de nuestro planeta en movimiento y mantiene calientes a los animales de sangre caliente.

Signos de una reacción química

Busca uno o más de estos:

Cambios de apariencia

Se libera gas

Aparece o desaparece un sólido

Hay un cambio de color

Cambios de energía

La temperatura cambia

Se ven luces/llamas

Se oyen sonidos

Las señales anteriores son todas pistas, pero (excepto las llamas) no prueban que haya habido una reacción.

Recuerda:
Una reacción química se ha producido sólo si se han hecho una o más sustancias nuevas.

Aquí tienes un ejemplo de reacción química. Identifique el(los) reactivo(s) y el(los) producto(s).

Mostrar respuesta

Tostas un pan y acabas quemándolo. Se ha producido una reacción química? ¿Por qué?