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Una reacción química es una conversión de uno o varios elementos/compuestos (llamados reactantes) en uno o varios elementos/compuestos (llamados productos). Ilustramos esta reacción mediante una ecuación química.
Hay varios tipos de reacciones químicas: cada una con sus propias características. En este artículo, entraremos en detalle sobre los distintos tipos de reacciones químicas y cómo identificarlas.
- El artículo trata sobre los tipos de reacciones químicas.
- Conoceremos y veremos ejemplos de los 4 tipos principales de reacciones químicas.
- Veremos cómo diferenciar estos tipos de reacciones en función de sus características.
- También aprenderemos a escribir las reacciones en función de su tipo.
Diferentes tipos de reacciones químicas
Hay 4 tipos de reacciones químicas: de síntesis, de descomposición, de combustión y de sustitución.
Reacciones de síntesis
El primer tipo de reacción que trataremos es la reacción de síntesis .
Una reacción de síntesis implica que dos elementos/compuestos se combinan para formar un compuesto singular.
La forma general de esta reacción es
$$X + Y \rightarrow XY$$
Las reacciones de síntesis también se conocen como reacciones de combinación, ya que las especies se "combinan" para formar un producto. He aquí algunos ejemplos de reacciones de síntesis:
$$2Na + Cl_2 \rightarrow 2NaCl$$
2H_2 + O_2 flecha derecha 2H_2O$$
$$Li_2O + H_2O \rightarrow 2LiOH$$
La característica fundamental de una reacción de síntesis es que siempre hay un solo producto.
Reacciones de descomposición
El segundo tipo de reacción química se denomina reacción de descomposición.
Una reacción de descomposición es una reacción en la que un compuesto se divide en dos o más elementos o compuestos.
La forma general de esta reacción es
$$XY \rightarrow X + Y$$
Como las reacciones de descomposición implican la ruptura de enlaces, suelen requerir energía para completarse. La descomposición es lo contrario de la síntesis. He aquí algunos ejemplos de reacciones de descomposición
$$2Al_2O_3 \rightarrow 4Al + 3O_2$$
$$Ca(OH)_2 \shrightarrow CaO + H_2O$$
$$H_2SO_3 \rightarrow H_2O + SO_2$$
La característica clave de una reacción de descomposición es que se empieza con un reactante y se termina con 2 o más productos.
Reacciones de combustión
El tercer tipo de reacción química es una reacción de combustión.
Una reacción de combustión se produce cuando un compuesto o elemento reacciona con gas oxígeno para liberar energía (normalmente en forma de fuego). Estas reacciones suelen implicar a un hidrocarburo, que es un compuesto que sólo contiene C y H.
La reacción general para una reacción de combustión de hidrocarburos es
$$C_xH_y + O_2 \rightarrow aCO_2 + bH_2O$$
Los productos de una reacción de combustión se encuentran en estado gaseoso, ya que estas reacciones son muy calientes. Como su combustión puede liberar mucha energía calorífica, a menudo se utilizan hidrocarburos como combustible. El butano, por ejemplo, se utiliza en los encendedores. He aquí otros ejemplos de reacciones de combustión:
$$2C_6H_{14} + 19O_2 en flecha recta 12CO_2 + 14H_2O$$
$$2CH_3OH + 3O_2 $$2CO_2 + 4H_2O$$
$$2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O
(Nota: se trata de la combustión de hidrógeno gaseoso que produce vapor de agua, no de la síntesis de agua líquida. Sin embargo, también es una reacción de síntesis).
El componente clave de estas reacciones es el oxígeno gaseoso. Sin él, ¡no sería una reacción de combustión!
Reacciones de sustitución (simple y doble)
El cuarto tipo de reacción química es la reacción de sustitución.
Una reacción de sustitución consiste en intercambiar uno o varios elementos entre compuestos. Una reacción de sustitución simple es el intercambio de un solo elemento, mientras que una reacción de sustitución doble es el intercambio de dos elementos. Las fórmulas generales de estas reacciones son (por orden):
$$X + YZ en flecha recta XY + Z$$
$$XY + ZA \flecha derecha XA + ZY$$
Nota: El orden de los elementos seguirá siendo el mismo cuando se intercambien, si "X" es el primer elemento de "XY", también será el primer elemento de "XA".
Las reacciones de sustitución solitaria suelen implicar el intercambio de metales. El metal solitario echa al otro metal porque es más reactivo.
Utilizamos una serie de reactividad para ver si un metal puede sustituir a otro. Una serie de reactividad es una tabla que clasifica los metales en función de su reactividad. Si un metal es menos reactivo, entonces no puede intercambiarse con el metal del compuesto.
En las reacciones de doble sustitución, los cationes (iones con carga positiva) son los que se intercambian. Suelen producirse en una solución acuosa (los sólidos se han disuelto en agua). A continuación se muestran algunos ejemplos de ambos tipos de reacciones de sustitución.
$$Zn + 2HCl en flecha recta ZnCl_2 + H_2$$
$$ZnCl_2 + MgSO_4 \flecha derecha ZnSO_4 + MgCl_2$$
$$Li + MgCl_2 \rightarrow LiCl_2 + Mg$$
$$2KI + Pb(NO_3)_2 \rightarrow 2KNO_3 + PbI_2$$
Un tipo especial de reacción de doble sustitución se denomina reacción de precipitado. En este tipo de reacción, dos disoluciones acuosas forman un sólido llamado precipitado y otra disolución acuosa.
Determinamos qué producto será un sólido basándonos en las reglas de solubilidad. Cuando ciertos iones se combinan, pueden ser insolubles o solubles en agua. Los compuestos insolubles forman un precipitado. Hay muchas reglas de solubilidad, por lo que los químicos suelen utilizar prácticos gráficos para recordarlas todas.
He aquí algunos ejemplos de reacción precipitada:
$$Pb(NO_3)_{2,(aq)} + 2NaI_{(aq)} + 2NaNO_{3,(aq)} $$Li_2CO_{3,(aq)} + Ca(NO_3)_{2,(aq)} + 2LiNO_(NO_3)_{2,(aq)}$$.
$$Li_2CO_{3,(aq)} + Ca(NO_3)_{2,(aq)} + 2LiNO_{3,(aq)} + CaCO_{3,(s)}$$
En las reacciones precipitadas, sólo uno de los productos es sólido, el otro será acuoso.
Tabla de tipos de reacciones químicas
Ahora que hemos estudiado cada uno de los 4 tipos de reacción química, podemos identificar el tipo de reacción química basándonos en características clave. Aquí tienes un cuadro que desglosa lo que hemos aprendido hasta ahora:
| Tabla de tipos de reacciones químicas | |||
|---|---|---|---|
| Tipo de reacción | Características | Forma(s) general(es) | Ejemplo(s) |
| Síntesis | Dos o más especies se combinan en una sola especie | $$X + Y \rightarrow XY$$ | $$2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$$ |
| Descomposición | Una especie se descompone en dos o más especies | $$XY \rightarrow X + Y$$ | $$Ca(OH)_2 \$ Flecha derecha CaO + H_2O$$ |
| Combustión | Una especie reacciona con el oxígeno gaseoso, lo que libera energía. Normalmente se hace con un hidrocarburo (compuesto CH) | $$C_xH_y + O_2 \rightarrow aCO_2 + bH_2O$$(sólo para hidrocarburos) | $$2CH_3OH + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 4H_2O$$ |
| Sustitución | Simple: Un elemento se intercambia con otro elemento de un compuesto distintoDoble: Un elemento de cada compuesto se intercambia entre ellos | $$X + YZ \rightarrow XZ + Y,\\text{(Simple)}$$$$XY + ZA \rightarrow XA + ZY,\text{(Doble)}$$ | $$Li + MgCl_2 flecha derecha LiCl_2 +Mg,texto(Simple)}$$$$2KI + Pb(NO_3)_2 flecha derecha 2KNO_3 + PbI_2,texto(Doble)}$$ |
Identifica el tipo de reacción química
Veamos algunas ecuaciones y veamos si podemos determinar su tipo. Otra cosa importante a tener en cuenta es que algunas reacciones se solapan. Un ejemplo anterior es la combustión del hidrógeno gaseoso, que también es una reacción de síntesis.
$$2KClO_3 \rightarrow 2KCl + 3O_2$$
Como se rompe una molécula, se trata de una reacción de descomposición
$$2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$$
Esta reacción es a la vez de síntesis (porque se combinan dos especies) y de combustión (porque interviene oxígeno gaseoso)
$$AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl + NaNO_3$$
Como se intercambian dos especies (Ag y Na), se trata de una reacción de doble sustitución
Tipos de reacciones químicas en nuestra vida cotidiana
En la introducción hemos hablado de distintas reacciones de la vida cotidiana. Ahora que hemos cubierto los tipos de reacciones químicas, podemos etiquetar estas reacciones comunes:
- Encender una vela es una reacción de combustión, ya que al encender una cerilla se produce una reacción que produce una llama. Conducir un coche implica varias reacciones, pero también implica combustión, ya que se quema gasolina.
- Digerir los alimentos es un conjunto de reacciones complejas, pero en general es una reacción de descomposición, ya que los alimentos que comemos son descompuestos por los ácidos de nuestro estómago.
- Por último, lavarse las manos también es una reacción de descomposición compleja. El jabón tiene dos "extremos": hidrófobo (que odia el agua) e hidrófilo (que ama el agua). La suciedad de nuestras manos es "atacada" por el extremo hidrófobo. Las partículas descompuestas se desprenden y van hacia el extremo hidrófilo. A continuación, se eliminan por el desagüe con el agua.
Escribir distintos tipos de Reacciones químicas
Ahora que ya conocemos las características de las distintas reacciones químicas, podemos empezar a aprender a escribir reacciones químicas. Hay 4 pasos principales para escribir una reacción química:
- Determina el tipo de reacción.
- Determina los reactantes y los productos.
- Escribe la ecuación básica.
- Equilibrar la ecuación.
Empecemos con un ejemplo:
Dibuja la reacción de descomposición del óxido de níquel (III):
1. En primer lugar, tenemos que determinar el tipo de reacción. La frase clave aquí es "descomponiéndose", lo que significa que tenemos una reacción de descomposición.
A continuación, tenemos que determinar nuestros actores clave.
2. El número que aparece junto al níquel, en el nombre "óxido de níquel (III)", se refiere a su carga; esto significa que el níquel es +3. El óxido (O2-) es el anión del oxígeno, que tiene una carga de -2, por lo que nuestro reactante es Ni2O3.
3. En una reacción de descomposición, el compuesto se divide en 2 o más sustancias más simples que son más estables que el reactante. Así, nuestro compuesto se descompondría en Ni metal y O2 (el O3 es muy reactivo/inestable, mientras que el O2 lo es menos).
Ésta es nuestra ecuación básica
$$Ni_2O_3 \Nen flecha recta Ni + O_2$$
4. Ahora, para nuestro último paso, tenemos que equilibrar esta ecuación. Tenemos 2 moles de Ni y 3 moles de O a la izquierda, mientras que hay 1 mol y 2 moles de O a la derecha. Debemos tener una cantidad par de O en ambos lados, así que primero multiplicamos Ni2O3 por 2 para obtener
$$2Ni_2O_3 + O_2$$
Ahora tenemos a la izquierda 4 moles de Ni y 6 moles de O. Para terminar de equilibrar, podemos multiplicar Ni por 4 y O2 por 3 para obtener
$$2Ni_2O_3 \rightarrow 4Ni + 3O_2$$
Es importante fijarse en el enunciado de un problema, ya que puede ayudarte a averiguar qué tipo de reacción se está produciendo. Frases como "forma" y "crea" probablemente significan que se está produciendo una reacción de síntesis, mientras que frases como "quema" y "explosión" significan que se está produciendo una reacción de combustión. Las reacciones de sustitución no tienen frases de este tipo, así que si no hay ninguna frase clara, ¡probablemente se trate de una reacción de sustitución!
Tipos de reacciones químicas - Puntos clave
- Existen 4 tipos de reacciones químicas: síntesis, descomposición, combustión y sustitución
- Una reacción de síntesis implica que dos elementos/compuestos se combinan para formar un compuesto singular.
- Una reacción de descomposición es aquella en la que un compuesto se divide en dos o más elementos o compuestos.
- Una reacción de combustión se produce cuando un compuesto o elemento reacciona con gas oxígeno para liberar energía (normalmente en forma de fuego). Estas reacciones suelen implicar a un hidrocarburo, que es un compuesto que contiene C y H.
- Una reacción de sustitución implica el intercambio de uno o más elementos entre compuestos. Una reacción de sustitución simple es el intercambio de un solo elemento, mientras que una reacción de sustitución doble es el intercambio de dos elementos.
- Un tipo especial de reacción de doble sustitución se llama reacción de precipitado. En este tipo de reacción, dos soluciones acuosas (sólidos disueltos en agua), forman un sólido, llamado precipitado , y otra solución acuosa.
- Si comprendemos los distintos tipos de reacciones, podremos escribir ecuaciones químicas cuando nos den una descripción de la reacción.
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