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Una reacción química puede considerarse como la transformación de las sustancias presentes inicialmente (reaccionantes) en otras nuevas (productos).
Para que una reacción ocurra es necesario un proceso de ruptura de los enlaces existentes en las sustancias reaccionantes que haga posible el establecimiento de nuevos enlaces, es decir, la formación de nuevas sustancias (productos de la reacción). El choque entre partículas (que ya sabemos que no son bolas macizas) hace posible tanto la ruptura de enlaces (si la energía del choque es suficiente) como el establecimiento de nuevas uniones. El proceso suele favorecerse cuando se aumenta la temperatura. El modelo que estamos manejando permite pensar que esto ocurre porque las partículas que chocan con una dirección favorable han de superar una energía mínima necesaria para que se puedan romper unos enlaces y formar otros (es decir, para que el choque
sea "efectivo") y al aumentar la temperatura, aumenta la energía cinética de muchas partículas.
En el ejemplo considerado existen moléculas de 2 H y de 2 I que, tras reaccionar, producen moléculas de HI. Para que este proceso tenga lugar no es suficiente con que las moléculas de ambos gases (hidrógeno y yodo) tengan la posibilidad de chocar entre ellas. Eso es una condición necesaria pero no suficiente. En efecto, si la temperatura fuese muy baja la reacción no se produciría; por el contrario, si se eleva la temperatura se observa que se favorece la formación de HI. Este hecho se interpreta admitiendo que una elevación de temperatura supone un aumento de la energía cinética promedio con que se mueven las moléculas y, por tanto, de la violencia con que se producen los choques, lo que hace que aumente a su vez el número de estos que son efectivos, es decir, que producen roturas de enlaces H-H y I-I, dando lugar a átomos de H y átomos de I los cuales pueden unirse para formar moléculas de HI, como se indica en la figura:
Este modelo elemental de reacción química nos indica que en una reacción, a nivel microscópico, lo que tiene lugar es una "reorganización" de los átomos que constituyen las sustancias reaccionantes, para dar lugar a nuevas sustancias. En nuestro caso, el proceso se puede esquematizar globalmente diciendo que cada molécula de hidrógeno que reacciona, lo hace con una de iodo para dar dos moléculas de ioduro de hidrógeno, y escribirlo mediante la ecuación química:
H2(g) + I2(g) = 2 HI(g)
donde, como podemos ver, están representadas todas las sustancias que participan en la reacción (tanto reaccionantes como productos), la proporción en que se combinan y la fase de cada sustancia (en las condiciones de presión y temperatura a que tiene lugar la reacción).
INFORMACIÓN:
De acuerdo con la teoría de colisiones de las reacciones químicas, para que los choques sean eficaces y los reactivos se transformen en los productos, deben cumplirse dos requisitos: las moléculas que chocan deben tener unas orientaciones adecuadas y, además, los choques deben producirse con una energía mínima. Por otra parte, además de esta explicación, existe otra, denominada teoría del complejo activado, que supone que en el proceso de transformación de reactivos y productos se forma una especie química intermedia denominada complejo activado.
Conviene tener en cuenta que el modelo que hemos ideado es muy elemental y que, con frecuencia, en una reacción química intervienen tantas partículas que sería imposible un choque simultáneo entre todas ellas, dada la escasa probabilidad de tal suceso. En general habrá que suponer pues, que una reacción tiene lugar a través de una serie de pasos o etapas simples, más o menos rápidas, donde se pueden formar diversos productos diferentes, de existencia más o menos efímera, pero que intervienen en las mismas. Por otra parte, en muchos casos (como el que estamos analizando) es posible que las moléculas de los productos de la reacción sufran también choques que hagan que vuelvan a dar las sustancias de partida, de forma que la reacción acabe cuando se alcance el equilibrio, es decir: cuando por cada partícula que se forme otra igual se descomponga. Una doble flecha se utiliza para resaltar que se trata de una reacción de este tipo.
No obstante, el modelo de reacción que estamos manejando, aunque es muy simple, nos va a permitir enfrentarnos a preguntas tales como:
- ¿Qué cantidad de una sustancia vamos a necesitar emplear en una reacción química para obtener una cierta cantidad de un producto determinado?
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¿Qué calor se obtendrá al quemar una cierta cantidad de un combustible dado? |
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