Número de Oxidación

Bloque III

La transformación de los materiales: la reacción química

La formación de nuevos materiales

E

n una reacción química, la transformación de los materiales modifica la forma en que están distribuidos los átomos en las sustancias antes y después del proceso. Debido a este cambio en su estructura las nuevas sustancias tienen propiedades distintas.

No todas las sustancias reaccionan con las demás; si así fuera, ningún material permanecería estable a través del tiempo, mucho menos se podría pensar en la formación de células, plantas y animales. La Tabla 1 incluye un listado con reacciones químicas, algunas de las cuales ocurren en tu casa, por ejemplo, cuando se cocinan los alimentos o se quema una vela.

Algunas reacciones químicas producen
manifestaciones evidentes

En los cambios químicos no necesariamente existen alteraciones como cambios de color, efervescencias o explosiones, por lo que no se perciben fácilmente. Sin embargo, en cualquier cambio químico se altera la estructura y la composición de la materia: de las sustancias iniciales se obtienen otras distintas, que presentan propiedades diferentes de las originales. Esta transformación sucede porque interaccionan unas sustancias con otras por acción de la energía.

¿Qué sucede cuando se calienta la “tinta invisible” elaborada con jugo de limón o vinagre?

La respuesta es que se queman algunas sustancias, lo cual modifica el color de la tinta y hace, por consiguiente, que se pueda leer un mensaje elaborado con ella.

Por el contrario, los cambios físicos ocurren sin que se altere la composición de la materia, es decir, las sustancias que la componen son las mismas antes y después del cambio. Por ejemplo, cuando se ponen en contacto el agua y la sal se forma una mezcla, pero no un nuevo compuesto, pues siguen estando presentes el agua y la sal.

Resulta claro, entonces, que cuando dos porciones de materia se ponen en contacto puede o no suceder una reacción química; de no haberla, la interacción entre ambos componentes será meramente física y las propiedades de los dos se conservarán durante la interacción.

CAMBIOS FÍSICOS Y QUÍMICOS

Los alimentos que consumimos todos los días sufren cambios físicos y químicos durante su elaboración. Por ejemplo, la preparación del pan y el queso implica cambios químicos mientras que el rebanar fruta o agregar azúcar al café son cambios físicos.

Reactivos y productos

Las reacciones químicas son procesos de transformación de las sustancias. Es decir, cuando sucede una reacción química, las sustancias que había antes de la transformación (reactivos), que poseen una estructura determinada, originan los productos que tienen una estructura diferente y, por lo tanto, distintas propiedades físicas y químicas. Un ejemplo es la oxidación de un clavo, donde el hierro del que está hecho (Fe) y el oxígeno (O2) del aire son los reactivos, y el polvo rojo de óxido de hierro (Fe2O3) que se forma es el producto de la transformación o reacción química.

Reactivos	Productos
Hierro y oxígeno	Óxido de hierro

Podemos observar en casa una reacción química cuando se ponen en contacto dos reactivos, bicarbonato de sodio y ácido tartárico, y se produce, entre otras sustancias, el gas dióxido de carbono (CO2).

Reactivos	Productos
Bicarbonato de sodio y ácido tartárico	Tartrato de sodio, dióxido de carbono y agua

Así, el bicarbonato de sodio reacciona con el ácido tartárico, para formar agua, tartrato de sodio y dióxido de carbono.

En estos procesos de cambio, los reactivos son las sustancias que se tienen antes de la reacción y que se modifican para formar los productos, es decir, las sustancias que resultan de la reacción.

Por medio de las reacciones químicas los científicos y los ingenieros pueden, en conjunto, producir materiales sintéticos como el plástico.

A ciertos panes, elaborados con harina de trigo y azúcar, se les añade un poco de bicarbonato de sodio o polvo de hornear, para que el dióxido de carbono producido durante la reacción al contacto con el agua, permita que el pan adquiera una consistencia esponjosa.

Asimismo, se pueden identificar de qué están hechos los materiales y las sustancias a nuestro alrededor; por ejemplo, el análisis químico permite saber qué sustancias están presentes en los alimentos, en la sangre o en la orina de una persona.

Tabla 1. ejemplos de cambios químicos cotidianos

Tipo de reacción	Reactivos	Productos
Fermentación	Glucosa o almidón	Alcohol y dióxido de carbono
Oxidación metálica	Oxígeno y metales como hierro, plata y cobre	Óxidos metálicos de hierro, plata y cobre
Combustión	Carbón, petróleo, gas natural y oxígeno	Agua y dióxido de carbono
Neutralización ácido-base (con efervescencia)	Bicarbonato de sodio y ácido acético (vinagre común)	Agua, acetato de sodio y dióxido de carbono
Oxidación enzimática	Oxígeno y sustancias contenidas en alimentos como papa, aguacate, manzana y carne cruda	Sustancias que dan color a los vegetales o pigmentos

Reflexiona...

Has revisado cómo un cambio químico produce nuevas sustancias.

Revisa lo que pensabas al inicio de la secuencia respecto a qué es una reacción química y cuáles cambios químicos ocurren. ¿Existe diferencia entre lo que  pensabas y lo que sabes ahora?