Reacciones, energía y equilibrio

Desde cero: evidencias y ecuaciones

Una reacción química transforma sustancias por reorganización de átomos y enlaces. Cambios de color, formación de gas o precipitado pueden aportar evidencias, pero deben interpretarse en contexto: hervir también forma gas sin cambiar la identidad química.

Una ecuación representa reactivos y productos. La síntesis combina especies, la descomposición separa un compuesto en otras sustancias y algunas reacciones de sustitución intercambian componentes. Balancear significa ajustar coeficientes para conservar átomos y carga cuando corresponda.

Aplicación: oxidación y energía

Ampliación para el área 2

La oxidación implica pérdida de electrones o aumento de número de oxidación; la reducción implica ganancia o disminución. Siempre se acoplan: un agente oxidante acepta electrones y se reduce.

Una reacción exotérmica transfiere energía al entorno como calor a presión constante, con ΔH negativo. Una endotérmica absorbe calor y tiene ΔH positivo. Romper enlaces requiere energía; formar enlaces libera energía. El balance entre ambos procesos determina el signo global.

Reto: cinética y equilibrio

Ampliación para el área 2

La rapidez de reacción depende de factores como concentración, temperatura, superficie de contacto y catalizadores, según el mecanismo. Un catalizador proporciona una ruta de menor energía de activación y no cambia la diferencia energética entre reactivos y productos.

En equilibrio químico dinámico, las velocidades directa e inversa son iguales, no necesariamente las concentraciones. Una perturbación de concentración, presión o temperatura puede modificar la composición de equilibrio. Un catalizador acelera alcanzar el equilibrio sin cambiar su constante a temperatura fija.

Sigue el razonamiento

La reacción 2Mg + O₂ → 2MgO representa síntesis y oxidación del magnesio. Hay dos átomos de Mg y dos de O a ambos lados.

La evaporación de agua, en cambio, sigue produciendo H₂O. Ver burbujas no basta por sí solo para identificar una nueva sustancia.

Sigue el razonamiento

En Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu, Zn pierde dos electrones y se oxida; Cu²⁺ los gana y se reduce.

El oxidante es Cu²⁺, precisamente porque acepta electrones. El nombre del agente indica lo que provoca en la otra especie.

1. ¿Cuál es una transformación química?

1. Cortar una hoja de papel sin quemarla
2. Derretir hielo
3. La oxidación de un clavo de hierro
4. Evaporar agua pura

2. En Zn → Zn²⁺ + 2e⁻, el zinc:

1. Se reduce
2. Se oxida
3. No cambia su estado de oxidación
4. Se convierte en otro elemento

3. En equilibrio químico dinámico:

Ampliación para el área 2

1. Solo quedan productos
2. Las concentraciones deben ser todas iguales
3. Todas las reacciones se detienen
4. Las velocidades directa e inversa son iguales