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Reacciones químicas
Hablemos del cambio, de transformaciones. En el contexto de la química, estos términos significan reacciones químicas. ¿Dónde se producen reacciones químicas? Si se piensa en los seres vivos y en su entorno:
•en el crecimiento y desarrollo del cuerpo, la acción de un medicamento en el organismo, la reproducción de los seres vivos;
•en la transformación de la materia querealiza la industria química para obtener los productos que se emplean en la vida cotidiana, por ejemplo, un jabón, una pintura, el combustible de un vehículo, un alimento;
•en la contaminación ambiental como signo de reacciones químicas no controladas en el medioambiente, y en algunos procesos de remediación ambiental que también dependen de reacciones químicas.
Una reacción química es unproceso de transformación de la materia. Las sustancias de partida se denominan reactivos, las sustancias formadas son los productos. En el lenguaje simbólico de la química, este proceso se representa mediante una ecuación química: Reactivos → Productos.
Actividad 1. El lenguaje de la Química: ecuaciones químicas
El metano (CH4) es uno de los componentes del gas natural. La reacción entre el metanoy el oxígeno presente en el aire se denomina reacción de combustión. Esta reacción tiene lugar, por ejemplo, cuando se enciende la hornalla para cocinar alimentos. La ecuación que representa la combustión del metano es la siguiente:
CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H20 (g) (ecuación 1).
Al escribir una ecuación química, se está dando información cualitativa, ¿cuáles son los reactivos? CH4 y O2.¿Qué productos se obtienen? CO2 y H2O. También es conveniente indicar entre paréntesis el estado de agregación de las sustancias en las condiciones de reacción: (s) sólido, (l) líquido, (g) gas y (ac) acuoso (significa que el reactivo es el soluto de una solución donde el solvente es el agua).
Pero al escribir una ecuación química también se está brindando información cuantitativa. Desde la épocade Lavoisier, se sabe que la materia se transforma pero la masa, y los elementos, se conservan. Si se hiciera la reacción representada por la ecuación 1 en un reactor cerrado, se verificaría que la masa total que se puso inicialmente es igual a la masa final, aunque las sustancias químicas presentes no sean las mismas. Además de la masa, la cantidad y tipo de átomos de cada elemento que estánpresentes a la izquierda de la ecuación (reactivos) son iguales a la cantidad de átomos que se encuentran a la derecha (productos).
Para dar cuenta del principio de conservación de la materia, es necesario escribir la ecuación química balanceada. El número que se escribe delante de cada reactivo se denomina coeficiente estequiométrico y es el número de moles de cada sustancia que participa en lareacción.
1. Interpreten la ecuación 1 teniendo en cuenta la información que brinda:
1 mol de metano (CH4), reacciona con 2 moles de oxígeno (O2), para dar 1 mol de CO2 y 2 moles de agua (H2O). ¿Se verifica la conservación de los elementos? Cuenten el número de átomos de cada elemento, presentes inicialmente en reactivos (izquierda de la ecuación) y luego en productos (derecha de la ecuación): enlos reactivos hay 1 mol de átomos de C, en productos también; hay 4 moles de átomos de H a la izquierda de la ecuación y la misma cantidad está presente del lado de los productos; también hay 4 moles de átomos de O a la izquierda y 4 moles de átomos de O a la derecha.
Tabla I
Reactivos Productos
sustancia Moles de sustancia Moles de átomos de cada
elemento a) Intenten decodificar lainformación contenida en una ecuación química:
•Identifiquen reactivos y productos en las siguientes ecuaciones químicas.
•Nombren las sustancias e indiquen el estado de agregación en las condiciones de reacción.
•Empleen el programa Word de sus equipos portátiles para diseñar una tabla similar a la tabla I, para cada una de las ecuaciones químicas.
•Verifiquen que se cumpla el principio de...