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reacción química o cambio químico es todo proceso químico en el cual una o más sustancias (llamadas reactantes), por efecto de un factor energético, se transforman 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.

Las reacciones químicas se expresan de la siguiente manera:

Con una ecuación química que es una descripción simbólica de una reacción química. Muestra las sustancias que reaccionan (reactivos ó reactantes) y las sustancias o productos que se obtienen. También nos indican las cantidades relativas de las sustancias que intervienen en la reacción. Las ecuaciones químicas son el modo de representarlas.

Continuamente se producen reacciones químicas en la atmósfera, en las fábricas, en los vehículos o en nuestro organismo. En una reacción química, uno o más tipos de materia se transforman en uno o varios tipos distintos de materia. Aquí se muestran algunas reacciones químicas comunes. Sin estos procesos no existiría la vida tal como la conocemos: las plantas no podrían llevar a cabo la fotosíntesis, los automóviles no se moverían, los flanes no cuajarían, los músculos no podrían quemar energía, los adhesivos no pegarían y el fuego no ardería.

Como podemos ver las reacciones químicas cotidianas tienen gran importancia en el entorno en que nos encontramos ya que sin ellas no podrían existir un sin numero de cosas.

Sin las reacciones químicas no podríamos hacer tareas tan sencillas como lo son: el proceso de digestión o simplemente el poder respirar lo cual lo vemos como una tarea sencilla pero tiene una gran importancia y esto es resultado un proceso químico.

Otro ejemplo que podemos ver cotidianamente es cuando la madera que arde en la hoguera está sufriendo un cambio sustancial. Asimismo, el hierro de una verja cambia su naturaleza al oxidarse convirtiéndose en óxido férrico: el gris refulgente del metal puro se transforma en pardo rojizo tras su combinación con el oxígeno del aire.

Otro ejemplo de una reacción química es el proceso de combustión a la hora de encender un cerillo.

También así mismo la fotosíntesis es un resultado de proceso químico.

La importancia que tienen los procesos químicos que conllevan una reacción química es que sin ellos no podría existir la vida humana ya que en varios procesos se crea el dióxido de carbono el cual lo inhalamos y al exhalarlo se convierte en CO₂ y esto también demuestra que el humano dentro de sus funciones tiene procesos químicos.

También estas mismas reacciones químicas tienen un gran importancia socioeconómica ya que con estas hemos logrado un gran avance tecnológico y socioeconómico pues se ha logrado a base de buenas investigaciones y procesos químicos.

Gracias al gran manejo de investigación y desarrollo sobre las reacciones químicas  se han podido hacer varios avances científicos, los cuales se basan en las satisfacciones y comodidades del hombre; también gracias a estas investigaciones podemos entender mejor los procesos químicos, causas y consecuencias de estos mismos.

Energía de Activación

En 1888, el químico sueco Svante Arrhenius sugirió que las moléculas deben poseer una cantidad mínima de energía para reaccionar. Esa energía proviene de la energía cinética de las moléculas que colisionan. La energía cinética sirve para originar las reacciones, pero si las moléculas se mueven muy lento, las moléculas solo rebotarán al chocar con otras moléculas y la reacción no sucede. Para que reaccionen las moléculas, éstas deben tener una energía cinética total que sea igual o mayor que cierto valor mínimo de energía llamado energía de activación (Ea). Una colisión con energía Ea o mayor, consigue que los átomos de las moléculas alcancen el estado de transición. Pero para que se lleve a cabo la reacción es necesario también que las moléculas estén orientadas correctamente. La constante de la rapidez de una reacción (k) depende también de la temperatura ya que la energía cinética depende de ella. .

Complejo ActivadoEs una estructura intermedia entre los reactivos y los productos, con enlaces intermediarios entre los dos reactivos y los dos productos.

La energía de activación de la reacción corresponde a la energía necesaria para que la reacción se efectúe con menos energía de los reactivos. Cuanto más baja fuese la energía de activación de una reacción, más elevada será la velocidad de la misma.

Una reacción se llama exotérmica cuando provee para el medio una energía más alta que la necesaria para alcanzar el complejo activado.

Cuando una reacción es endotérmica, ella provee para el medio una energía más baja que la necesaria para alcanzar el complejo activado.

Catalizadores son sustancias que disminuyen la energía de activación para una dada reacción, sin alterar el ΔH de la misma. Los catalizadores no se alteran durante las reacciones. En la autocatálisis, uno de los productos de la reacción actúa como catalizador, al inicio de la reacción es lenta con la formación de este la velocidad va aumentando gradualmente. En la catálisis homogénea, catalizador y reactivos se encuentran en la misma fase. En la catálisis heterogenea, catalizador y reactivos se encuentran en fases diferentes. Las enzimas son catalizadores que actúan en reacciones biológicas y generalmente son bastante específicas y presentan temperatura óptima de actuación en el entorno de los 37º.

Energía

Un ejemplo particular es el que se da en la combustión de una sustancia. Por sí solos el combustible y el comburente no producen fuego, es necesario un primer aporte de energía para iniciar la combustión autosostenida. Una pequeña cantidad de calor aportada puede bastar que se desencadene una combustión, haciendo la energía calórica aportada las veces de energía de activación y por eso a veces a la energía de activación se la llama fuente de cosagracion. Según el origen de este primer aporte de energía lo clasificamos como:

• Químico: La energía química exotérmica desprende calor, que puede ser empleado como fuente de ignición.
• Eléctrico: El paso de una corriente eléctrica o un chispazo produce calor.
• Nuclear: La fusión y la fisión nuclear producen calor.
• Mecánico: Por compresión o fricción, la fuerza mecánica de dos cuerpos puede producir calor.

El acontecimiento de una reacción química está obligatoriamente relacionado con el contacto entre moléculas reactivas y a una energía mínima necesaria. Esta energía mínima para el acontecimiento de la reacción es llamada como energía de activación.

Si la energía es suficiente, se vence la repulsión y las moléculas se aproximan lo suficiente para que se produzca una reordenación de los enlaces de las moléculas. La ecuación de Arrhenius proporciona la base cuantitativa de la relación entre la energía de activación y la velocidad a la que se produce la reacción. El estudio de las velocidades de reacción se denomina cinética química.

Calor y temperatura son dos conceptos considerados como sinónimos, pero el calor se define como elmovimiento e intercambio de energía entre cuerpos, mientras que la temperatura se caracteriza por la agitación de las moléculas de un cuerpo.  

El calor, se puede definir como la energía total del movimiento molecular de un cuerpo, y para este proceso el calor depende del número, tamaño y tipo de partículas, mientras que la temperatura es la medida de dicha energía. En este sentido, el calor es el responsable de que la temperatura aumente o disminuye, si se añade calor, la temperatura aumenta, de lo contrario, disminuye.

Por otro lado, el termómetro es el aparato utilizado para medir la temperatura, cuyo valor puede ser presentado en escalas termométricas: Celsius (°C), kelvin (°K) o Fahrenheit (°F). Por lo tanto, en la escala de Kelvin el valor del punto de fusión del agua es de 273°K (0°C), y el de ebullición es de 373°K (100°C). Por su parte, en la escala de Fahrenheit, el punto de fusión del agua es de 32°F (0°C) y el de ebullición es de 212°F (100 °C).

Ahora bien, la calorimetría es la parte de la física que estudia el calor, es decir, la transferencia de energía de un cuerpo para otro, como fue señalado anteriormente.

Calor

El calor es caracterizado por la transferencia de energía térmica que fluye de un cuerpo con mayor temperatura a otro de menor temperatura y así lograr un equilibrio térmico a través de la igualdad de temperatura entre ambos cuerpos. Sin embargo, la transmisión del calor puede ocurrir de las siguientes maneras:

• Conducción térmica: la transferencia de calor es dada por la agitación de moléculas que ocasiona la subida de las temperaturas, la dilatación de cuerpos, la fundición de sólidos y la evaporación de líquidos.
• Convección térmica: la transferencia de calor ocurre entre líquidos y gases. Por ejemplo: al hervir agua.
• Irradiación térmica: el calor es propagado por las ondas electromagnéticas sin la necesidad de tener contacto ambos cuerpos.

En el Sistema Internacional de Unidades (SI) el calor es medido en calorías (cal) y joules (J).

Temperatura

La temperatura es la magnitud física que mide la energía cinética de las moléculas y el estado térmico de un cuerpo. Esto es, mientras más caliente esté el cuerpo, mayor es su energía cinética, es decir, su agitación molecular, por el contrario, cuanto más frío esté el cuerpo, menor es su agitación molecular.   

En el Sistema Internacional de Unidades (SI) la temperatura puede ser medida en Celsius (°C), Kelvin (K) o Fahrenheit (°F).

 son aquellas que ocurren cuando dos sustancias las cuales reciben por nombre reactivos, a consecuencia de un factor energético se transforman en otras sustancias, las cuales son denominadas producto. Los reactivos pueden ser elementos o compuestos químicos o una combinación de ellos.

En la vida cotidiana, las reacciones químicas nos acompañan en la mayoría de las actividades que realizamos, de hecho, nuestro cuerpo está considerado como un laboratorio el cual tiene una actividad constante, ya que se requiere que ocurran un sinfín de reacciones químicas para que el mismo funcione con normalidad.

Indice de contenidos [ocultar]

• 1 Reacciones químicas en los procesos vitales
• 2 Reacciones químicas en la cocina

Reacciones químicas en los procesos vitales

Los procesos vitales, son un serie de acciones las cuales son llevadas a cabo por los organismos vivos. A continuación vamos a describir las reacciones químicas que se producen en algunos de los procesos vitales.

• Fotosíntesis: es una reacción que se produce en las plantas verdes, la cual requiere de la presencia de la luz solar, en ella se transforma en glucosa el dióxido de carbono CO₂ que la planta toma del ambiente y el agua que obtiene del suelo. Su reacción química está representada por la fórmula siguiente:
• Respiración celular: este importante proceso tiene lugar en el interior de las células de todos los organismos vivos, puede ser aerobia o anaerobia, y es el procesamiento de los nutrientes que se obtienen a través de los alimentos mediante una reacción exoenergética, la cual hace transferencia de energía al medio exterior.

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ —–  6CO₂ + 6 H₂O

• Combustión: esta reacción química se produce entre un material oxidable y el oxígeno, en ella se desprende energía y su manifestación es mediante la llama o incandescencia.
• Fermentación: en esta reacción química interviene algunos microorganismos vivos, un ejemplo de ellos son las levaduras, y ocurre en ausencia del aire.

Reacciones químicas en la cocina

Cuando cocinamos, sin darnos cuenta estamos a menudo en presencia de algunas reacciones químicas, las cuales nos ayudan a que los alimentos queden muy apetitosos. Algunas de ellas las describimos a continuación:

• Caramelización: en esta reacción química se produce la oxidación del azúcar, y en ella son liberados químicos volátiles por efecto del calor. Es muy utilizada para la elaboración de algunos postres como el quesillo y algunas tortas.
• Emulsión: cuando mezclamos dos líquidos estamos en presencia de una emulsión, en esta mezcla uno de los líquidos es parcialmente miscible y se dispersa en forma de glóbulos. Un ejemplo es la mayonesa.
• Reacción de Maillar: ocurre en presencia de azúcares y proteínas y en ella son liberados pigmentos marrones, puede darse a temperatura ambiente o mediante la aplicación de calor. Un ejemplo es la carne asada.
• Desnaturalización de las proteínas: con esta reacción se genera un cambio en la estructura de la proteína, al calentarse o combinarse con alcohol o cetona. Los huevos cocidos son un buen ejemplo de esta reacción.

Ruptura y formación de enlaces.

Casi todas las reacciones químicas implican la ruptura y formación de los enlaces que unen los átomos. Normalmente, la ruptura de enlaces requiere un aporte de energía, mientras que la formación de enlaces nuevos desprende energía. Si la energía desprendida en la formación de enlaces es menor que la requerida para la ruptura, entonces se necesita un aporte energético, en general en forma de calor, para obtener los productos. Según la teoría formulada por Johannes Brosted químico danés (1879-1947) y el inglés Thomas M Lowry (1874-1936) se considera que un ácido es el compuesto capaz de donar un protón (H+) y una base al compuesto que lo recibe. De acuerdo a esto cualquier molécula que contenga un átomo.

Una reacción química consiste en un nuevo reagrupamiento de los átomos de los reactivos para formar los productos. Esto supone la ruptura de ciertos enlaces y la formación de otros nuevos. Si se conociesen las energías de estos enlaces, se podría calcular fácilmente la entalpía de reacción.
Se llama energía de enlace a la energía necesaria para romper un mol de dichos enlaces.

Teniendo en cuenta el mecanismo de ruptura o formación de enlaces, las reacciones se clasifican:
- Reacciones de homólisis (ruptura homolítica u homopolar)
-Formación homogénica de enlaces a) REACCIONES RADICALARIAS
Estas reacciones tienen lugar cuando el enlace covalente se rompe de manera equitativa; esto es cada uno de los fragmentos que surgen de la ruptura se lleva consigo a uno de los electrones que formaban parte del enlace original.

La Energía de activación en química y biología es la energía que necesita un sistema antes de poder iniciar un determinado proceso. La energía de activación suele utilizarse para denominar la energía mínima necesaria para que se produzca una reacción química dada. Para que ocurra una reacción entre dos moléculas, éstas deben colisionar en la orientación correcta y poseer una cantidad de energía mínima. A medida que las moléculas se aproximan, sus nubes de electrones se repelen. Esto requiere energía (energía de activación) y proviene del calor del sistema, es decir de la energía traslacional, vibracional, etcétera de cada molécula.

En 1888, el químico sueco Svante Arrhenius sugirió que las moléculas deben poseer una cantidad mínima de energía para reaccionar. Esa energía proviene de la energía cinética de las moléculas que colisionan. La energía cinética sirve para originar las reacciones, pero si las moléculas se mueven muy lento, las moléculas solo rebotarán al chocar con otras moléculas y la reacción no sucede. Para que reaccionen las moléculas, éstas deben tener una energía cinética total que sea igual o mayor que cierto valor mínimo de energía llamado energía de activación (Ea). Una colisión con energía Ea o mayor, consigue que los átomos de las moléculas alcancen el estado de transición. Pero para que se lleve a cabo la reacción es necesario también que las moléculas estén orientadas correctamente. La constante de la rapidez de una reacción (k) depende también de la temperatura ya que la energía cinética depende de ella. .

Si consideramos constitutivo del entorno todo aquello que rodea a la organización, tendríamos que incluir tal cantidad de realidades que llegarían a ser inmanejables y trocarían en insoluble cualquier problema. Por eso, y apuntando a entender lo que sucede en el interior de la organización, se acostumbra a definir un entorno relevante: aquél que incluye todo lo que se considera significativo para la marcha de la organización según unos criterios previamente marcados.

De acuerdo con su vinculación al entorno, se distinguen dos tipos de sistemas:

– Sistemas cerrados: las características del ambiente no les influyen, porque actúan independientemente de los cambios que se produzcan en el exterior; a menos que las condiciones externas varíen de tal modo que les dañen o destruyan. Suelen pertenecer a este grupo los sistemas mecánicos y físicos (como el mecanismo de un reloj, la caída de una piedra en un estanque o la estructura de un bloque de granito), aunque en ocasiones pueden ser abiertos (el caudal de agua en un río, o los servomecanismos de control: célula fotoeléctrica, dirección de misiles…).

– Sistemas abiertos: son aquellos que interactúan constantemente con el entorno (intercambio de información, energía o material), lo influyen y son influidos por él. La mayor parte de los sistemas son de este tipo, aunque caracteriza especialmente bien a los biológicos y sociales, que son los únicos capaces -en sentido estricto- de modificar su forma de actuar a partir de la información que reciben del exterior (así, el perro pastor que aprende a discernir cuáles de sus acciones son recompensadas y cuáles generan reprobación, o el equipo de fútbol que acierta a evaluar la táctica del contrario y es capaz de responder a ella).

Los sistemas abiertos tienen una capacidad de aprendizaje, crecimiento y adaptación al ambiente  que no tienen  los sistemas cerrados, puesto que sólo el sistema abierto recibe información del entorno y es, por tanto, capaz de autorregularse y adecuarse a las condiciones externas, con el fin de permanecer en equilibrio.

La definición de los límites entre un sistema y su entorno depende básicamente del objetivo que se pretenda. Son muy difíciles de determinar en los sistemas sociales, dado su carácter abierto y permeable. De hecho, nada impide que el entorno inmediato sea interpretado él mismo como un sistema; un sistema que se podrá dividir en más de un subsistema y formará parte, a su vez, de un super sistema (o suprasistema), constituido por la agrupación de varios sistemas complementarios.

En definitiva, un sistema abierto no es más que un conjunto de unidades (o partes) interdependientes, que constituyen un todo sinérgico (el conjunto es mayor que la suma de las partes) orientado a determinados propósitos y en permanente interacción con el ambiente externo (de modo que influye en él y es influido por él).