Reacciones según su mecanismo atómico
En una mina de Potosí, un trozo de hierro sumergido en una solución azul de sulfato de cobre se cubre poco a poco de una capa rojiza de cobre. En la cocina, el bicarbonato burbujea al mezclarlo con vinagre. Son cambios muy distintos, pero todos se pueden ordenar mirando una sola cosa: qué hacen los átomos entre los reactivos y los productos. Al final de la página volverás a esta lámina de hierro y sabrás explicar qué ocurrió.
Reactivos, productos y mecanismo
Una reacción química transforma unas sustancias (reactivos) en otras (productos). Los átomos no desaparecen: se reordenan. Por eso se pueden clasificar según cómo se reordenan. A eso se le llama clasificar según el mecanismo atómico.
Para clasificar, haz siempre dos preguntas: ¿cuántas sustancias hay en cada lado de la flecha? y ¿hay elementos sueltos (sustancias simples) entre los reactivos o los productos?
Síntesis y descomposición
En la síntesis (o combinación) dos o más sustancias se unen para formar una sola más compleja. En la descomposición una sola sustancia se rompe en dos o más más simples, casi siempre con calor, luz o electricidad.
$$2\,\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{H}_2\text{O} \quad \text{(síntesis)}$$ $$\text{CaCO}_3 \xrightarrow{\ \text{calor}\ } \text{CaO} + \text{CO}_2 \quad \text{(descomposición)}$$La segunda es la que se usa para fabricar cal: la piedra caliza se calienta en hornos y se obtiene cal viva (CaO). La síntesis y la descomposición son procesos inversos: lo que una junta, la otra lo separa.
Dada la ecuación $2\,\text{H}2 + \text{O}2 \rightarrow 2\,\text{H}2\text{O}$, indica a qué tipo de reacción según su mecanismo atómico corresponde (síntesis,…
Dada la ecuación $2\,\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{H}_2\text{O}$, indica a qué tipo de reacción según su mecanismo atómico corresponde (síntesis, descomposición, simple sustitución o doble sustitución). Justifica tu respuesta en una o dos frases.
Define con tus palabras qué es una reacción de descomposición y escribe un ejemplo con su ecuación química, por ejemplo la descomposición del carbonato de calcio, que se…
Define con tus palabras qué es una reacción de descomposición y escribe un ejemplo con su ecuación química, por ejemplo la descomposición del carbonato de calcio, que se emplea en la fabricación de cal.
Simple sustitución
Aquí un elemento libre entra en un compuesto y desplaza a otro elemento, que queda libre.
$$\text{A} + \text{BC} \rightarrow \text{AC} + \text{B}$$ $$\text{Zn} + 2\,\text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2$$Fíjate: en los reactivos hay un elemento suelto (Zn) y un compuesto (HCl); en los productos, otro compuesto ($\text{ZnCl}_2$) y otro elemento suelto ($\text{H}_2$). El zinc ocupó el lugar del hidrógeno.
¿Siempre ocurre?
Un metal solo desplaza a otro si es más reactivo. El hierro desplaza al cobre de su sal (el hierro es más reactivo), pero el cobre no desplaza al hierro. Una lista aproximada, de más a menos reactivo: Na, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, H, Cu, Ag, Au.
Clasifica la siguiente reacción como síntesis, descomposición, simple sustitución o doble sustitución, y explica qué observas en los reactivos y en los productos:…
Clasifica la siguiente reacción como síntesis, descomposición, simple sustitución o doble sustitución, y explica qué observas en los reactivos y en los productos:
$\text{Zn} + 2\,\text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2$
Un compañero afirma que la reacción $\text{Mg} + 2\,\text{HCl} \rightarrow \text{MgCl}2 + \text{H}2$ es de síntesis porque se forma un solo compuesto, el $\text{MgCl}2$.…
Un compañero afirma que la reacción $\text{Mg} + 2\,\text{HCl} \rightarrow \text{MgCl}_2 + \text{H}_2$ es de síntesis porque se forma un solo compuesto, el $\text{MgCl}_2$. Explica por qué esa clasificación es incorrecta y cuál es la correcta, señalando qué elemento desplaza a cuál.
En los laboratorios de metalurgia de Potosí se estudia cómo recuperar cobre a partir de sus soluciones. Se sumerge una lámina de zinc en una solución de sulfato de…
En los laboratorios de metalurgia de Potosí se estudia cómo recuperar cobre a partir de sus soluciones. Se sumerge una lámina de zinc en una solución de sulfato de cobre(II):
$\text{Zn} + \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{Cu}$
- a) Clasifica la reacción según su mecanismo atómico.
- b) Explica por qué la reacción inversa, colocando cobre en una solución de sulfato de zinc, no se produce si el zinc es más reactivo que el cobre.
- c) Propone otro par metal-sal en el que sí ocurra una reacción de este tipo y escribe su ecuación sin igualar.
Doble sustitución
Dos compuestos intercambian sus partes (iones) y forman dos compuestos nuevos. No interviene ningún elemento suelto.
$$\text{AB} + \text{CD} \rightarrow \text{AD} + \text{CB}$$ $$\text{H}_2\text{SO}_4 + 2\,\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + 2\,\text{H}_2\text{O}$$Aquí el $\text{H}^+$ y el $\text{Na}^+$ cambian de pareja. Es además una neutralización (ácido + base → sal + agua), que es un caso de doble sustitución.
Se te presentan cuatro ecuaciones: a) $\text{CaO} + \text{H}2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}2$ b) $2\,\text{KClO}3 \rightarrow 2\,\text{KCl} + 3\,\text{O}2$ c)…
Se te presentan cuatro ecuaciones:
- a) $\text{CaO} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2$
- b) $2\,\text{KClO}_3 \rightarrow 2\,\text{KCl} + 3\,\text{O}_2$
- c) $\text{Fe} + \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{FeSO}_4 + \text{Cu}$
- d) $\text{H}_2\text{SO}_4 + 2\,\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + 2\,\text{H}_2\text{O}$
Clasifica cada una según su mecanismo atómico y escribe el criterio que usaste en cada caso.
Precipitación
Cuando dos soluciones de compuestos iónicos se mezclan y los iones intercambian pareja (doble sustitución), a veces uno de los productos no se disuelve y aparece como sólido que cae al fondo: un precipitado.
$$\text{AgNO}_3 + \text{NaCl} \rightarrow \text{AgCl}\!\downarrow + \text{NaNO}_3$$El $\text{Ag}^+$ y el $\text{Cl}^-$ se encuentran y forman cloruro de plata, un sólido blanco insoluble. El $\text{Na}^+$ y el $\text{NO}_3^-$ siguen disueltos. La flecha hacia abajo ($\downarrow$) señala el precipitado.
En el laboratorio del colegio, Valentina mezcla una solución de nitrato de plata con una solución de cloruro de sodio y observa un precipitado blanco. La ecuación es:…
En el laboratorio del colegio, Valentina mezcla una solución de nitrato de plata con una solución de cloruro de sodio y observa un precipitado blanco. La ecuación es:
$\text{AgNO}_3 + \text{NaCl} \rightarrow \text{AgCl} + \text{NaNO}_3$
Clasifica la reacción según su mecanismo atómico y explica qué iones o átomos intercambian sus posiciones entre reactivos y productos.
Reacciones redox y no redox
Otra forma de mirar una reacción es ver si cambian los números de oxidación. Si algún elemento sube o baja su número de oxidación, la reacción es redox; si ninguno cambia, es no redox.
Las simples sustituciones son siempre redox; las dobles sustituciones, normalmente no. Cómo igualar las redox lo verás en REDOX-AJUSTE.
Cómo clasificar siempre
-
Cuenta reactivos y productos.
-
Busca elementos sueltos (sustancias simples).
-
Decide.
| Reactivos | Productos | Tipo |
|---|---|---|
| 2 o más | 1 | Síntesis |
| 1 | 2 o más | Descomposición |
| elemento + compuesto | compuesto + elemento | Simple sustitución |
| compuesto + compuesto | compuesto + compuesto | Doble sustitución |
Vuelve al principio: el hierro en sulfato de cobre es $\text{Fe} + \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{FeSO}_4 + \text{Cu}$. Un elemento libre desplaza a otro: simple sustitución. El cobre rojizo es el que queda libre sobre el hierro.
Una misma sustancia puede participar en reacciones de distinto tipo. Analiza estas tres ecuaciones: 1) $\text{CaCO}3 \rightarrow \text{CaO} + \text{CO}2$ 2)…
Una misma sustancia puede participar en reacciones de distinto tipo. Analiza estas tres ecuaciones:
1) $\text{CaCO}_3 \rightarrow \text{CaO} + \text{CO}_2$
2) $\text{CaO} + \text{CO}_2 \rightarrow \text{CaCO}_3$
3) $\text{CaCO}_3 + 2\,\text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2$
Clasifica cada una según su mecanismo atómico, indica cuál es la relación entre 1) y 2) y argumenta por qué la reacción 3) se considera de doble sustitución aunque aparezca un gas entre los productos.