PROGRAMA DE ESTUDIO: Química industrial.
unidad didáctica: Aplicaciones de Internet
TEMA: “Reacciones Químicas”
ALUMNA:
DOCENTE: Alexander Arturo Romero Moreno
SEMESTRE:
Nuevo Chimbote, 12/ junio/ 2024
Las reacciones químicas son procesos termodinámicos que transforman una materia. En este proceso, dos o más sustancias químicas, también llamadas reactivos, cambian su estructura molecular y enlaces químicos para consumir o liberar energía. De esta manera, consiguen generar unas nuevas estructuras químicas distintas a las iniciales llamadas productos.
Estos procesos pueden darse de manera natural y espontánea en la naturaleza, así como también pueden generarse a través de la intervención humana en un entorno de condiciones controladas como un laboratorio. Las reacciones químicas se expresan a través de ecuaciones químicas, fórmulas que describen los reactivos participantes, así como el resultado o producto obtenido. Estas ecuaciones también suelen describir las condiciones en las que se produce la reacción química, es decir, si están en presencia de calor, luz, etc.
Todos los objetos, naturales o artificiales, incluyendo los seres humanos, están formados por átomos, que se unen a otros átomos y forman moléculas. Para ello pueden utilizar diferentes tipos de enlaces químicos. Y es precisamente en estas uniones donde encontramos la clave de las reacciones químicas.
Estos fenómenos provocan que los enlaces químicos entre átomos se rompan y reorganicen, dando lugar a sustancias diferentes. Si miras a tu alrededor, te darás cuenta de que este tipo de reacciones químicas están ocurriendo constantemente. Sin ir más lejos, cuando respiramos o nos alimentamos proveemos a nuestras células de elementos químicos que ellas transforman en energía mediante una reacción química.
• Materia: es todo lo que ocupa un espacio y tiene masa, forma, peso y volumen, por lo tanto, es perceptible.
• Átomos: se trata de la unidad más pequeña de la materia y tiene características propias de un elemento químico.
• Elemento químico: se trata de un tipo de materia hecha por átomos de una misma clase.
• Enlace: responsable de establecer las interacciones entre los átomos y las moléculas.
• Molécula: son grupos de átomos, ya sean iguales o diferentes, que se mantienen juntos. En el momento en que se separan, afectan o destruyen las propiedades de la sustancia.
• Compuesto químico: se trata de una sustancia que se forma a partir de la combinación de dos o más elementos de la tabla periódica.
• Sustancia química: es una materia con composición química definida, resultado de la combinación de dos elementos químicos y conformadas por moléculas y átomos. Sus elementos no pueden separarse por ningún medio físico.
• Productos: sustancias que resultan de la reacción química y que cumplen una determinada función. Están formados por uno o más compuestos químicos.
Las reacciones químicas tienen varias características importantes que las distinguen. Aquí hay algunas de las principales.
• Cambio en la composición: En una reacción química, las sustancias reaccionan entre sí para formar nuevos productos con una composición química diferente a la de los reactivos.
• Conservación de la masa: La masa total de los reactivos es igual a la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos en una reacción química, de acuerdo con la ley de conservación de la masa.
• Energía involucrada: Las reacciones químicas pueden liberar energía en forma de calor (exotérmicas) o absorber energía del entorno (endotérmicas).
• Velocidad de reacción: Las reacciones químicas pueden ocurrir a diferentes velocidades, dependiendo de factores como la concentración de los reactivos, la temperatura y la presencia de catalizadores.
• Equilibrio químico: Algunas reacciones químicas alcanzan un estado de equilibrio en el que la velocidad de formación de productos es igual a la velocidad de formación de reactivos.
Una reacción química ocurre cuando dos o más sustancias químicas, llamadas reactivos interactúan entre si para formar nuevas sustancias, llamadas productos. Para que ocurra una reacción es necesario que se cumplan ciertas condiciones:
• Colisión entre partículas: Los reactivos deben colisionar entre sí con la energía suficiente para romper enlaces químicos y formar nuevos enlaces en los productos.
• Orientación adecuada: La colisión entre los reactivos debe ocurrir con una orientación adecuada para los átomos puedan formar nuevos enlaces químicos.
• Energía de activación La energía de activación es la energía mínima necesaria para que una reacción química ocurra. Esta energía se necesita para romper los enlaces en los reactivos y permitir la formación de los productos.
• Factores que afectan la velocidad: La velocidad de una reacción química puede estar influenciada por varios factores, como la concentración de los reactivos, la temperatura, la presencia de catalizadores y la superficie de contacto entre los reactivos.
En resumen, una reacción química ocurre cuando los reactivos colisionan entre sí con la energía y orientación adecuadas para formar nuevos productos.
La ley de la conservación de la materia es fundamental en todas las ciencias naturales, pero en especial en la química. Plantea que en toda reacción química la masa se conserva, es decir que la materia consumida en el proceso, es igual a la masa que resulta de los productos formados.
El planteamiento enuncia lo siguiente: en un sistema aislado, durante toda reacción química ordinaria, la masa total en el sistema permanece constante, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la masa de los productos obtenidos.
Esta ley fue planteada, en un principio, por el científico ruso Mijaíl Lomonósov, en 1748, aunque realmente, no fue hasta 40 años después que la desarrolló el químico francés Antoine-Laurent de Lavoisier. Por esta razón, la ley también lleva el nombre de Ley de Lomonósov-Lavoisier. En resumen, aunque la masa no se puede crear ni destruir, sí puede transformarse, así como las entidades asociadas con ella pueden cambiar de forma.
• Reacción de síntesis o adición (combinación): cuando dos o más reactivos se combinan para formar un producto más complejo.
• Reacción de desplazamiento, sustitución o intercambio: en este tipo de reacción se sustituyen los elementos de los compuestos para crear unos nuevos. Pueden ser simples, cuando un elemento desplaza a otro, o dobles, cuando se intercambian elementos.
• Reacciones de descomposición: cuando un compuesto químico se divide en sustancias más simples. Este tipo de reacciones son opuestas a las de adición.
• Reacciones de oxidación-reducción: cuando se produce una transferencia o intercambio de electrones. Mientras un compuesto pierde electrones (se oxida), el otro los gana (se reduce).
• Reaccionesácido-base: en este tipo de reacciones una sustancia básica se neutraliza con otra ácida y el resultado es un compuesto neutro y agua.
• Reacciones de combustión: son similares a las de oxidación y reducción, aunque se diferencian porque en las de combustión la oxidación ocurre rápidamente. Para que ocurra, un material combustible
se combina con oxígeno y desprende energía.
• Reacciones exotérmicas o endotérmicas: las primeras desprenden calor del proceso reactivo y las segundas lo requieren.
• Reacciones Endo luminosas y exoluminosas: las primeras necesitan de la luz para ocurrir, las segundas emiten luz.
• Reacciones exoeléctricas y Endo eléctricas: las primeras transfieren energía eléctrica al exterior y las segundas la requieren.
Las reacciones químicas requieren de un tiempo estipulado para suceder, el cual varía dependiendo de la naturaleza de los reactivos y del entorno en el que la reacción se produzca. Los factores que afectan la velocidad de las reacciones química por lo general suelen ser:
• Aumento de temperatura: Las altas temperaturas tienden a aumentar la velocidad de las reacciones químicas
• Aumento de la presión: Al aumentar la presión se suele aumentar la velocidad de las reacciones químicas. Esto ocurre generalmente cuando reaccionan sustancias que son sensibles a los cambios de presión, como son los gases. En el caso de los líquidos y sólidos, los cambios de presión no provocan cambios importantes en la velocidad de sus reacciones.
• Estado de agregación en que se encuentran los reactivos: Los solidos suelen reaccionar más lentamente que los líquidos o los gases, aunque la velocidad también dependerá de la reactividad de cada sustancia.
• Empleo de catalizadores (sustancia que se emplean para aumentar la velocidad de las reacciones químicas): Estas sustancias no intervienen en las reacciones, solo controlan la velocidad a la que ocurren. También existen sustancias llamadas inhibidores, que se emplean de la misma forma, pero provocan el efecto contrario, es decir, disminuyen la velocidad de las reacciones.
• Energía luminosa (luz): Algunas reacciones químicas son aceleradas cuando se les hace incidir luz.
• Concentración de los reactivos: La mayoría de las reacciones químicas ocurren más rápido si tienen una alta concentración de reactivos.
La catálisis química es un proceso en el cual un catalizador aumenta la velocidad de una reacción química al proporcionar una ruta de reacción alternativa con una menor energía de activación. Tipos de catálisis.
• Catálisis homogénea: El catalizador y los reactivos se encuentran en la misma fase.
• Catálisis heterogénea: El catalizador y los reactivos se encuentran en fases diferentes.
• Catálisis enzimática: Se refiere a la catálisis realizada por enzimas, que son catalizadores biológicos.
Mecanismo de la catálisis:
• Catálisis por enlace químico: El catalizor se une temporalmente a los reactivos para facilitar la reacción.
• Catálisis por formación decomplejos: El catalizador forma un complejo con los reactivos, lo que acelera la reacción.
• Catálisis por transferencia de protones: El catalizador facilita la transferencia de protones entre los reactivos
Importancia de la catálisis:
• La catálisis es fundamental en la industria química para aumentar la eficacia de las reacciones y reducir costos.
• Permite la síntesis de productos químicos importantes de manera más rápida y selectiva.
• La catálisis también desempeña un papel crucial en la catálisis enzimática en los procesos biológicos.
• Síntesis de nuevos compuestos: las reacciones químicas permiten la síntesis de nuevos compuestos químicos que pueden tener propiedades diversas en la industria, la medicina, la agricultura, entre otros campos.
• Producción de energía: Algunas reacciones químicas liberan energía en forma de calor, luz o electricidad, lo que se aprovecha en la generación de energía en procesos como la combustión de combustible.
• Transformación de materia primas: Las reacciones químicas transforman materias primas en productos útiles. Por ejemplo, la refinación del petróleo crudo mediante reacciones químicas produce una variedad de productos petrolíferos como gasolina y plásticos.
• Limpieza y desinfección: Las reacciones químicas se utilizan en productos de limpieza y desinfección para eliminar gérmenes, bacterias y suciedad, contribuyendo a mantener un ambiente limpio y saludable.
• Industrias alimentarias: Las reacciones químicas se utilizan en la industria alimentaria para la conservación de alimentos y la fermentación de productos y la mejoría de las propiedades sensoriales de los alimentos.
• Procesos medioambientales: se utilizan en procesos como depuración de aguas residuales, la eliminación de contaminantes y la reducción de emisiones nocivas.
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