Química - 3º B.D.

Como ya has visto en cursos anteriores, podemos clasificar a los cambios o transformaciones que sufre la materia como físicos o químicos. Siendo los cambios físicos aquellos en los que la composición química del sistema sigue siendo la misma, por ejemplo la fusión del hielo, mientras que en los cambios químicos se transforma la composición del sistema, formándose nuevas sustancias, por ejemplo la corrosión del hierro.

En esta oportunidad profundizaremos en los cambios químicos.

Analicemos un ejemplo: la electrólisis del agua. Mediante el pasaje de corriente eléctrica se produce la descomposición del agua líquida y se obtienen dos sustancias diferentes en estado gaseoso: dihidrógeno y dioxígeno. Observa este proceso en el siguiente video.

En los cambios químicos las sustancias cambian pero los elementos se conservan. Es decir las sustancias iniciales y las finales están formadas por los mismos elementos. Los átomos de los elementos que intervienen se reordenan dando lugar a la formación de sustancias distintas a las iniciales. En el ejemplo analizado se parte inicialmente de agua H₂O, en donde cada molécula está formada por 2 átomos de hidrógeno y 1 de oxígeno, y luego de la descomposición se obtienen dos sustancias simples denominadas dihidrógeno H₂ y dioxígeno O₂, en las que cada molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y dos átomos de oxígeno respectivamente. 

A nivel macroscópico en un sistema cerrado la masa se conserva aunque se produzcan cambios físicos o químicos (Ley de Lavoisier). Realizando un análisis de la Ley de Lavoisier en base al modelo de partículas, si la masa se conserva en los cambios químicos podemos suponer que se conserva el número de átomos de cada elemento. Esto implica que se rompen las uniones entre los átomos en las moléculas iniciales, en el ejemplo analizado los enlaces oxígeno-hidrógeno, se produce luego un reordenamiento de estos átomos y por último se establecen uniones entre ellos (enlace oxígeno-oxígeno y enlace hidrógeno-hidrógeno), formando moléculas diferentes.

Las transformaciones o cambios químicos suelen denominarse reacciones químicas. Algunos autores prefieren esta expresión para referirse a las interpretaciones de estos cambios realizadas con el modelo de partículas.

Las ecuaciones químicas simbolizan los cambios en la materia y aportan información de las sustancias que intervienen en dos aspectos:

• cualitativo: indica cuáles reaccionan (denominados reactivos) y cuáles se producen (llamados productos), y sus estados de agregación.
• cuantitativo: expresa las proporciones entre ellas (a partir de los coeficientes estequiométricos).

La siguiente ecuación química representa la electrólisis del agua:

2 H₂O _(l) → 2 H_{2 (g)} + O_{2 (g)}

En este caso el agua líquida es el reactivo y los productos son dihidrógeno y dioxígeno gaseosos.

La información aportada por las ecuaciones químicas, en términos de cantidad química (n), permite establecer la proporción molar en que se combinan las sustancias reaccionantes y se forman las sustancias resultantes. Estas proporciones no se modifican aunque se cambien las cantidades que se colocan a reaccionar. A partir de los coeficientes estequiométricos del ejemplo, podemos afirmar que dos moles de agua líquida se descomponen formando dos moles de dihidrógeno gaseoso y un mol de dioxígeno gaseoso. En el video se puede observar esta relación en el volumen de gas recogido por desplazamiento de agua en cada tubo invertido.