Introducción

Las sustancias químicas existen en la naturaleza en diferentes formas, bien sea elementales o compuestas. Estas sustancias son capaces de sufrir cambios en su naturaleza al reaccionar con otras, y generar nuevas sustancias. Una reacción química es un proceso en el que una o varias sustancias se transforman en otra u otras propiedades características diferentes. En toda reacción hay sustancias que reaccionan y sustancias que se forman.



















¿Qué es una reacción química?

Una reacción química, cambio químico o fenómeno químico, es todo proceso termodinamico en el cual una o mas sustancias (llamadas reactantes), por efecto de un factor energético, se transforman, cambiando su estructura molecular y sus enlaces, en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro de forma natural, o una cinta de magnesio al colocarla en una llama se convierte en óxido de magnesio, como un ejemplo de reacción inducida.

A la representación simbólica de las reacciones se les llama ecuaciones químicas.

Elementos que intervienen en una reacción química

1-Naturaleza de los reaccionantes: se trata de la facilidad de rompimiento de los enlaces de la molécula de las sustancias reaccionantes.
2-Concentración de los reaccionantes. 
3- La temperatura.
4- grado de subdivisión de la partícula.5-uso de catalizadores: los catalizadores son sustancias que aceleran la reacción.
6- uso de inhibidores: los inhibidores son sustancias que retardan la reacción.









Como se puede inferir que ocurre una reacción química


Cuando se produce una reacción química suelen producirse algunos indicios típicos:
- Cambio de coloración: Indica la aparición de una o de varias sustancias nuevas distintas a las iniciales.
Aparición de sedimento o precipitado: Es señal de que una o algunas de las sustancias nuevas formadas son insolubles

-Desprendimiento de gas: Como resultado de la reacción aparece una nueva sustancia que se presenta en estado gaseoso a temperatura ambiente

-Absorción o liberación de calor: Los cambios espontaneos de temperatura de la mezcla revelan que se esta produciendo una reacción.

-Cambios en otras propiedades: La acidez, el olor, la aparición de propiedades ópticas frente a la luz, propiedades magnéticas o eléctricas, etc.

son los mas importantes y basta que uno se cumpla para saber que se trata de una reacción, por ejemplo, al hacer cocer la carne cambia de color, esto quiere decir que las proteínas se han convertido en unidades menores.










Clasificación de las reacciones químicas de acuerdo a los desprendimientos de calor

Reacción exotérmica:
Se denomina reacción exotérmica a cualquier reacción química que desprenda energía, ya sea como luz o como calor,1 o lo que es lo mismo: con una variación negativa de la entalpía; esdecir: -ΔH. El prefijo exo significa «hacia fuera». Por lo tanto se entiende que las reacciones exotérmicas liberan energía. Considerando que A, B, C y D representen sustancias genéricas, el esquema general de una reacción exotérmica se puede escribir de la manera siguiente:

A + B → C + D + calor
Ocurre principalmente en las reacciones de oxidación. Cuando éstas son intensas pueden generar fuego. Si dos atomos de hidrógeno reaccionan entre sí e integran una molécula, el proceso es exotérmico.
H + H = H2
ΔH = -104 kcal/mol
Son cambios exotérmicos las transiciones de gas a líquido (condensación) y de líquido a sólido (solidificación).
Un ejemplo de reacción exotérmica es la combustión.
La reacción contraria, que consume energía, se denomina endotérmica.

Reacción endotérmica:
Se denomina reacción endotérmica a cualquier reacción química que absorbe energía.
Si hablamos de entalpía (H), una reacción endotérmica es aquélla que tiene un incremento de entalpía o ΔH positivo. Es decir, la energía que poseen los productos es mayor a la de los reactivos.
Las reacciones endotérmicas y especialmente las relacionadas con el amoníaco impulsaron una próspera industria de generación de hielo a principios del siglo XIX. Actualmente el frío industrial se genera con electricidad en maquinas frigoríficas.
Un ejemplo de reacción endotérmica es la producción del ozono (O3). Esta reacción ocurre en las capas altas de la atmósfera, gracias a la radiación ultravioleta proporcionada porla energía del Sol. También se produce esta reacción en las tormentas, en las proximidades de las descargas eléctricas.
3O2 + ENERGÍA da lugar a 2O3 ; ΔH > 0
Teoría de las colisiones y su relación con las reacciones químicas

La teoría de las colisiones es una teoría propuesta por Max Trautz1 y William Lewis en 1916 y 1918, que explica cualitativamente cómo ocurren las reacciones y porqué las velocidades de reacción difieren para diferentes reacciones.
Para que una reacción ocurra las partículas reaccionantes deben colisionar. Solo una cierta fracción de las colisiones totales causan un cambio químico; estas son llamadas colisiones exitosas. Las colisiones exitosas tienen energía suficiente (energía de activación) al momento del impacto para romper los enlaces existentes y formar nuevos enlaces, resultando en los productos de la reacción. El incrementar la concentración de los reactivos y aumentar la temperatura lleva a mas colisiones y por tanto a mas colisiones exitosas, incrementando la velocidad de la reacción.
Cuando un catalizador esta involucrado en la colisión entre las moléculas reaccionantes, se requiere una menor energía para que tome lugar el cambio químico, y por lo tanto mas colisiones tienen la energía suficiente para que ocurra la reacción. La velocidad de reacción por lo tanto también se incrementa.
La teoría de las colisiones esta cercanamente relacionada con la cinética química.













Factores que afectan la rapidez o velocidad de una reacción químicaExisten varios factores que afectan la velocidad de una reacción química: la concentración de los reactivos, la temperatura, la existencia de catalizadores y la superficie de contactos tanto de los reactivos como del catalizador.
-Temperatura
Por norma general, la rapidez de reacción aumenta con la temperatura porque al aumentarla incrementa la energía cinética de las moléculas. Con mayor energía cinética, las moléculas se mueven mas rapido y chocan con mas frecuencia y con mas energía. El comportamiento de la constante de rapidez o coeficiente cinético frente a la temperatura = lnA − (Ea / R)(1 / T2 − 1 / T1) esta ecuación linealizada es muy útil y puede ser descrito a través de la Ecuación de Arrhenius donde K es la constante de la rapidez, A es el factor de frecuencia, EA es la energía de activación necesaria y T es la temperatura, al linealizarla se tiene que el logaritmo neperiano de la constante de rapidez es inversamente proporcional a la temperatura, como sigue: ln(k1 / k2) la hora de calcular la energía de activación experimentalmente, ya que la pendiente de la recta obtenida al graficar la mencionada ley es: -EA/R, haciendo un simple despeje se obtiene facilmente esta energía de activación, tomando en cuenta que el valor de la constante universal de los gases es 1.987cal/K mol. Para un buen número de reacciones químicas la rapidez se duplica aproximadamente cada diez grados centígrados
-Estado Físico de los Reactivos
Si en una reacción interactúan reactivos en distintasfases, su area de contacto es menor y su rapidez también es menor. En cambio, si el area de contacto es mayor, la rapidez es mayor.
Al encontrarse los reactivos en distintas fases aparecen nuevos factores cinéticos a analizar. La parte de la reacción química, es decir, hay que estudiar la rapidez de transporte, pues en la mayoría de los casos estas son mucho mas lentas que la rapidez intrínseca de la reacción y son las etapas de transporte las que determinan la cinética del proceso.
-Presencia de un catalizador
Los catalizadores aumentan o disminuyen la rapidez de una reacción sin transformarse. Suelen empeorar la selectividad del proceso, aumentando la obtención de productos no deseados. La forma de acción de los mismos es modificando el mecanismo de reacción, empleando pasos elementales con mayor o menor energía de activación.
-Concentración de los reactivos
La mayoría de las reacciones son mas rapidas en presencia de un catalizador y cuanto mas concentrados se encuentren los reactivos, mayor frecuencia de colisión..
Hay casos en que la rapidez de reacción no es función de la concentración, en estos casos la cinética de la reacción esta condicionada por otros factores del sistema como por ejemplo la radiación solar, o la superficie específica disponible en una reacción gas-sólido catalítica, donde el exceso de reactivo gas hace que siempre estén ocupados todos los centros activos del catalizador.
-Presión
En una reacción química En una reacción química, si existe una mayorpresión en el sistema, ésta va a variar la energía cinética de las moléculas. Entonces, si existe una mayor presión, la energía cinética de las partículas va a aumentar y la reacción se va a volver mas rapida; al igual que en los gases, que al aumentar su presión aumenta también el movimiento de sus partículas y, por tanto, la rapidez de reacción es mayor. Esto es valido solamente en aquellas reacciones químicas cuyos reactantes sean afectados de manera importante por la presión, como los gases. En reacciones cuyos reactantes sean sólidos o líquidos, los efectos de la presión son ínfimos.
-Luz
La luz es una forma de energía. Algunas reacciones, al ser iluminadas, se producen mas rapidamente, como ocurre en el caso de la reacción entre el cloro y el hidrógeno. En general, la luz arranca electrones de algunos atomos formando iones, con lo que aumenta considerablemente la velocidad de reacción.
















¿Qué es la energía? Y como influye en una reacción

Energía
El término energía tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento. En física, «energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo. En tecnología y economía, «energía» se refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada) para extraerla, transformarla y darle un uso industrial o económico.
Al ocurrir una reacción química pueden producirse cambios relacionados con la absorción y liberación de energía encualquiera de sus formas: térmica, eléctrica y lumínica.
Energía asociada a las reacciones químicas
-Térmica: Se denomina energía térmica a la energía liberada en forma de calor. Puede ser obtenida de la naturaleza, a partir de la energía térmica, mediante una reacción exotérmica, como la combustión de algún combustible; por una reacción nuclear de fisión o de fusión; mediante energía eléctrica por efecto Joule o por efecto termoeléctrico; o por rozamiento, como residuo de otros procesos mecanicos o químicos. Asimismo, es posible aprovechar energía de la naturaleza que se encuentra en forma de energía térmica, como la energía geotérmica o la energía solar fotovoltaica.
-Eléctrica: Se denomina energía eléctrica a la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos (cuando se les coloca en contacto por medio de un conductor eléctrico) para obtener trabajo. Algunas reacciones liberan o consumen energía eléctrica como las que ocurren en las llamadas celdas voltaicas y electrolíticas.
-Lumínica: La energía lumínica o luminosa es la energía fracción percibida de la energía transportada por la luz y que se manifiesta sobre la materia de distintas maneras, una de ellas es arrancar los electrones de los metales, puede comportarse como una onda o como si fuera materia, pero lo mas normal es que se desplace como una onda e interactúe con la materia de forma material o física. Laliberación o consumo de energía lumínica ocurre ne ciertas reacciones químicas, entre las cuales estan las siguientes: oxidación del magnesio, descomposición del peróxido de hidrogeno (agua oxigenada).

Energía térmica en fenómenos físicos:
Las sustancias pueden existir en cualquiera de los 3 estados físicos de la materia: solido, líquido y gaseoso. Una sustancia puede cambiar de un estado físico a otro, fenómeno conocido como cambio de fases. Los cambios de estado de una sustancia son cambios físicos que no implican un cambio químico, aunque estan asociados a un cambio de energía térmica que altera el orden de las partículas que constituyen la materia.



















Conclusión

Las reacciones químicas son procesos de cambio de unas sustancias en otras. De acuerdo con la teoría atómica de la materia se explican como el resultado de un reagrupamiento de atomos para dar nuevas moléculas. Las sustancias que participan en una reacción química y las proporciones en que lo hacen, quedan expresadas en la ecuación química correspondiente, que sirve de base para la realización de diferentes tipos de calculos químicos. En las reacciones ocurren una serie de cambios en una mezcla o cuerpo etc…esto se debe a los factores que en ella intervienen y pueden variar depende del estado de cada uno de los materiales que se estén usando, ademas las reacciones químicas pueden llegar a variar la velocidad, es decir, que algunos factores también afectan la velocidad de la reacción.