Las
reacciones químicas son procesos que transforman una o más substancias llamadas
reactivos en otras substancias llamadas productos. En un lenguaje más
académico, decimos que una reacción química promueve el cambio de estructura de
la materia.
En la química
inorgánica podemos clasificar las reacciones en cuatro tipos diferentes:
1-
Reacciones de Síntesis o Adición
Las
reacciones de síntesis o adición son aquellas donde las substancias se juntan
formando una única sustancia. Representando genéricamente los reactivos como A y B, una reacción de síntesis puede ser escrita como:
A + B —– > AB
Veamos
algunos ejemplos
Fe + S —– > FeS
2H2 + O2 —– > 2H2O
H2O + CO2—– > H2CO3
Perciba
en los ejemplos que los reactivos no precisan ser necesariamente substancias
simples (Fe, S, H2, O2), pudiendo también se substancias compuestas (CO2, H2O)
pero en todas el producto es una sustancia menos
simple que las que originaron.
2-
Reacciones de Análisis o Descomposición
Son lo
opuesto de las reacciones de síntesis, o sea, un reactivo da origen a productos
más simples que él. Escribiendo la reacción genérica nos resulta fácil entender
lo que sucede:
AB —–
> A + B
Veamos
algunos ejemplos:
2H2O 2 H2 + O2
2H2O2 2H2O + O2
Reversibilidad
de las reacciones químicas
Los
ejemplos pueden sugerir que cualquier reacción de síntesis puede ser invertida
a través de una reacción de análisis. Esto no es verdad. Algunas reacciones
pueden ser reversibles, como podemos notar en la reacción del agua:
2H2 +
O2 2H2O
2H2O 2H2 + O2
Sin
embargo esto no es una regla
3-
Reacciones de Desplazamiento
En su
forma genérica la reacción puede ser escrita como:
AB + C
—– > A + CB
Vamos a
entender lo que sucede: C cambio de lugar A. Simple, pero ¿será que esto ocurre
siempre? Intuitivamente la respuesta es que no. Imagina lo siguiente: Entras en
un baile y ves a la persona con la que te gustaría bailar con otra persona. Vas
a ir hasta ella e intentar hacerla cambiar de pareja, estarás intentando
desplazar el acompañante indeseable y asumir su lugar. Si resulta que eres más
fuerte que el indeseable
basta darle un empujón para asumir su lugar, pero si él fuera un troglodita,
posiblemente no sentirá el empujón dado.
En la
reacción de desplazamiento el proceso es idéntico: C ve a B ligado a A, se aproxima y siendo más fuerte, desplaza A y asume la ligación con B. En caso que C no sea más fuerte
que A, nada sucederá. Bastará entonces saber quién es más fuerte que quién.
Au<Ag<Cu<H<Pb<Sn<Ni<Fe<Cr<Zn<Al<Mg<Na<Ca<K<Li
Metales
nobles < hidrógeno < metales
De esta
forma, tenemos:
2Na +
2H2O —– > 2NaOH + H2 (el sodio desplaza al hidrógeno del agua H-OH)
Au + HCl —– > no
reacciona (el oro no consigue desplazar al hidrógeno)
4-
Reacciones de Doble Sustitución
Son
también muy simples, pero debemos quedar atentos a los detalles. El mecanismo
es fácil:
AB + CD
—– > AD + CB
Ciertamente
ya habrá podido ver lo que sucede. A cambió de lugar con C. La diferencia de
este tipo de reacción con el desplazamiento, es que ni A ni C estaban solos y
en ambos casos ninguno de ellos quedó solo luego de la sustitución.
Para
entender cómo es cuando una reacción de este tipo ocurre, tendremos que
observar lo siguiente:
La
substancia AB está en solución y de esta forma lo que tenemos en verdad son los
iones A+ y B- separados unos de los otros. La substancia CD también está en
solución, por tanto tenemos también los iones C+ y D- separados.
Cuando
juntamos las dos soluciones estamos promoviendo una gran mezcla entre los iones
A+, B-, C+ y D-, formando una gran “sopa de iones”.
Si al
combinar C+ con B-, el compuesto CB fuera soluble, los iones serán nuevamente
separados en C+ y B-, resultando exactamente en la misma cosa que teníamos
anteriormente. Lo mismo sucede con A+ y B-. Así, al mezclar AB con CD, estamos
en verdad haciendo:
(A+ ) + (B- ) + (C+ ) + (D- )
Tomemos
en cuenta que juntar iones que se separarán nuevamente resultará en la misma
“sopa de iones” y no resulta en ninguna nueva substancia, por tanto no ocurre
ninguna reacción.
Para
que la reacción efectivamente ocurra, será necesario que al menos uno de los
probables productos (AD o CB) no sean separados al juntarse, o sea, deben
formar un compuesto insoluble y esto es logrado a través de una sal insoluble,
de un gas o de agua.
Si uno
de los productos fuera una sal insoluble, él no será separado en iones y
permanecerá sólido. Si fuese un gas, él se desprenderá de la solución
(burbujas) y también permanecerá con sus moléculas agrupadas. Mientras que si
uno de los productos fuese agua, ella no se desagrega en su propia presencia.
NaCl + AgNO3 —– > NaNO3 + AgCl
En esta
reacción el producto AgCl (cloruro de plata) es insoluble,
por tanto la reacción ocurre.
NaCl + LiNO3 —– > NaNO3 + LiCl
Como
ninguno de los productos formados, NaNO3 (nitrato de sodio) o Lic. (Cloruro de
Litio) es insoluble, la reacción no sucede.
NaOH + HCl —– > NaCl + H2O
Como
uno de los productos es agua (H2O), la reacción ocurre.
Para la
previsión de ocurrencia o no, de una reacción de doble desplazamiento, es
fundamental que conozcamos la solubilidad de la sal en el agua, y para recordar
esto lea acerca de solubilidad en el agua.
Imagínese
que usted desea obtener sulfato de plomo (PbSO4), usted sabe que tendrá que
juntar el ion del plomo (Pb 2+) y el ion de sulfato (SO42 -). Como sabemos que
el sulfato de plomo es insoluble, podemos promover un doble desplazamiento
PbX + YSO4 —– > PbSO4 + XY
Es solo
elegir X e Y de forma que las dos substancias sean solubles.
Otra
forma de realizar el desplazamiento de hidrógeno, del hidrógeno por el plomo ya
que éste es más reactivo.
Pb +
H2SO4 —– > H2 + PbSO4
