Clasificación de las reacciones químicas
 

Las reacciones químicas se clasifican por la energía que requieren o liberan, o bien por el proceso a que se someten los reactivos.

Si una reacción química libera energía, se llama reacción exotérmica. El ejemplo más común es la combustión, en la cual la energía se manifiesta en forma de calor y luz. Si, por el contrario, la reacción química requiere energía del medio para efectuarse, recibe el nombre de reacción endotérmica. La fotosíntesis es un proceso de esta clase, porque requiere de la luz solar para realizarse.

Dos tipos de reacciones consideradas muy importantes son las de síntesis y las de descomposición.

  • Reacción de síntesis o combinación. En ésta, dos o más sustancias se unen para formar otra; por ejemplo, cuando se combinan azufre y hierro, se sintetiza sulfuro de hierro. El polvo amarillo de azufre y la limadura de hierro reaccionan y se convierten en un nuevo producto que posee propiedades totalmente distintas de las que caracterizan a esos elementos.
 
 

Las reacciones de este tipo tienen gran utilidad industrial; gracias a ellas, cada día se cuenta con nuevos productos, como medicamentos, plástico, materiales cerámicos, etc.

  • Reacción de descomposición. En este caso, una sustancia se divide en otras dos, que forzosamente son más sencillas, es decir, están compuestas por menos átomos.

Muchas reacciones de descomposición requieren energía eléctrica para llevarse a cabo; por ejemplo, mediante la corriente eléctrica se pueden separar el oxígeno y el hidrógeno que forman el agua. El proceso que consiste en separar sustancias químicamente por medio de la electricidad se conoce como electrólisis.

 
 

La información contenida en una reacción química

 

Una ecuación química es una forma sencilla de describrir una reacción química: es como una oración gramatical, donde se usan fórmulas y símbolos en lugar de palabras. Por medio de una ecuación química se proporciona mucha información de manera concisa y breve.

El magnesio metálico y el oxígeno del aire dan lugar a una reacción de combustión, que produce óxido de magnesio. La ecuación que describe esta reacción es la siguiente:

 
 

En una ecuación química, el signo “+” se lee como “reacciona con” y la flecha, como “produce”. Los compuestos o elementos que aparecen del lado izquierdo de la flecha se denominan reactivos, y los de lado derecho, productos. En el ejemplo, los reactivos son el magnesio y el oxígeno; el producto, el óxido de magnesio.

El estado físico de las sustancias que intervienen en una reacción química también se indica en la ecuación; para ello se anotan subíndices entre paréntesis después de cada fórmula. Se usa el subíndice (s) cuando la sustancia aparece en estado sólido, (l) si es líquida y (g) cuando se presenta en forma de gas. Si alguno de los reactivos o productos está en disolución acuosa, se escribe (ac).

Las condiciones necesarias para efectuar una reacción pueden señalarse arriba o abajo de la flecha; éste sería el caso de alguna temperatura o presión determinadas. Una delta mayúscula (Δ), colocada sobre la flecha, indica que debe suministrarse calor para que se produzca la reacción. Ejemplo:

 
 
En el cuadro de abajo, están los símbolos de uso común en las reacciones químicas.
 
Símbolo Significado

Produce (n); apunta hacia los productos

Reacción reversible

Gas que se desprende; se escribe después de la fórmula

Sólido que se forma o precipitado; se anota después de la fórmula

(s)

Estado sólido

(l)

Estado líquido

(g)

Estado gaseoso

(ac)

Disolución acuosa

Δ

Calor

+

Más o reacciona con; se escribe entre las fórmulas de las sustancias

 
Balanceo de reacciones de síntesis
 

Como una ecuación química es la descripción de un proceso químico, para escribir una ecuación completa es necesario saber qué sucede en la reacción, o sea, conocer los reactivos y los productos. En este sentido, una ecuación química tiene un significado cualitativo.

Sin embargo, las ecuaciones químicas poseen también una expresión cuantitativa, que debe ser consistente con la ley de conservación de la materia. Esto significa que una ecuación debe contener el mismo número de átomos de cada tipo en ambos lados. Cuando este requisito se cumple, la ecuación está balanceada.

Para balancear una ecuación química se anteponen a cada fórmula números enteros, llamados coeficientes estequiométricos. Estos números indican la cantidad de átomos o moléculas que intervienen en la reacción y el número de moles de reactivos y productos. Considérese, por ejemplo, la reacción que da como resultado el agua:

 
 
Esta ecuación indica que dos moléculas de hidrógeno, o dos moles de moléculas de hidrógeno, reaccionan con una molécula de oxígeno, o un mol de moléculas de oxígeno, para generar dos moléculas de agua, o dos moles de moléculas de agua.
 
 

Existen varios métodos para balancear ecuaciones; el más sencillo es conocido como balanceo por tanteo.

Algunas ecuaciones se balancean fácilmente por tanteo, pero es necesario poner atención en el procedimiento y cuidar que se cumpla la ley de conservación de la materia. El método de balanceo por tanteo consiste en ajustar el número de átomos de cada elemento para que coincida en ambos lados de la ecuación. Nunca debe cambiarse la fórmula de un compuesto para obtener una ecuación balanceada, es decir, se deben respetar siempre los subíndices.

No existe una sola manera de balancear las reacciones por tanteo; cada reacción debe tratarse de manera individual. Sólo la práctica permitirá hacer esto con rapidez y facilidad.

Las reacciones de síntesis son aquellas en que dos reactivos se combinan para dar un producto. La forma general de la ecuación correspondiente es ésta:

 
 

Donde A y B son elementos o compuestos y AB es siempre un compuesto. Para balancear una reacción de síntesis pueden seguirse los siguientes pasos:

  1. Contar y comparar el número de átomos de cada elemento en ambos lados de la ecuación para determinar los que deben balancearse.

  2. Identificar los metales y los no metales para comenzar el balanceo por los primeros, continuar con los segundos y finalizar con el hidrógeno y el oxígeno.

  3. Balancear uno por uno los elementos, colocando números enteros (coeficientes estequiométricos) delante de las fórmulas respectivas.

  4. Seleccionar los números más pequeños que igualen el número de átomos en ambos lados de la ecuación. Debe tomarse en cuenta que un número colocado delante de una fórmula multiplica cada átomo de ésta. Cuando el número que multiplica la fórmula es 1, no se escribe.
  1. Comprobar que el balanceo de un elemento no descompone los demás. Si al balancear un elemento, se desbalancean otros, deben efectuarse los ajustes necesarios.

  2. Comprobar que el número de átomos de cada elemento sea igual en ambos lados de la ecuación.

A continuación se presentan algunos ejemplos de balanceo por tanteo.

En la reacción de síntesis del cloruro de hidrógeno (o ácido clorhídrico), se presentan las siguientes especies:

 
 

Si se cuentan los átomos de la ecuación, puede observarse que del lado izquierdo hay dos de hidrógeno y dos de cloro, mientras que del derecho sólo hay un átomo de cada elemento.

Se coloca un número 2 delante de la fórmula del cloruro de hidrógeno, y la ecuación queda balanceada.