Cambios Químicos: Definición y signos

¿Qué son los cambios químicos?

Cambios químicos: cambios que ocurren en la composición de una sustancia determinada. Ocurren a través de reacciones químicas.

Durante las reacciones químicas:

• Los enlaces químicos se rompen y se forman.
• Los átomos se reorganizan.
• La naturaleza y propiedades de la sustancia deben cambiar.

Las reacciones químicas ocurren en todo momento durante la vida normal. Algunos ejemplos comunes de reacciones químicas incluyen la oxidación del metal, la quema de gasolina y la cocción de alimentos. Más adelante en este artículo, se analizan los signos e indicadores de cambios químicos.

Cambios físicos

Los cambios físicos son cambios en una sustancia que no cambian su identidad. Los cambios físicos pueden cambiar la apariencia de una sustancia, pero nunca cambian su composición. Por ejemplo, los enlaces químicos no se rompen y los átomos no se reordenan.

Un tipo notable de cambio físico es el cambio de fase. Los cambios de fase ocurren cuando una sustancia cambia de forma. Las tres formas principales de materia son sólida, líquida y gaseosa. Durante los cambios de fase, una sustancia pasa de una de estas formas a otra. Cuando una sustancia se funde, pasa de sólido a líquido. Cuando se congela, pasa de líquido a sólido. Cuando una sustancia se vaporiza, pasa de líquido a gas. Cuando se condensa, pasa de gas a líquido. Finalmente, las sustancias pasan de sólido a gas mediante sublimación y de gas a líquido mediante deposición.

Ejemplos de cambios físicos:

1. Los cambios de fase del agua proporcionan un gran ejemplo de cambios físicos. Por ejemplo, el agua puede congelarse y convertirse en hielo o evaporarse y convertirse en vapor de agua. A pesar de estos cambios de apariencia, su composición no ha cambiado. Todavía está compuesto por moléculas HOH (Hidrógeno-Oxígeno-Hidrógeno) en todos estos estados. Por tanto, los cambios de fase del agua no son cambios químicos.
2. Cortar un trozo de madera por la mitad. Nada en la composición de la madera ha cambiado, por lo que la fase es sólo física y no química.
3. Disolver el azúcar en el agua. Los granos de azúcar «desaparecen», pero no se ha producido ninguna reacción química. Todavía quedan moléculas de azúcar presentes en el agua y su composición no ha cambiado. No se han reorganizado átomos ni se han roto ni formado enlaces químicos.

Signos de cambios químicos

A veces puede resultar difícil determinar automáticamente si el cambio en la materia es químico o físico. Los cambios químicos se distinguen de los cambios físicos mediante cinco indicadores principales. Si al menos uno de estos indicadores está presente durante un cambio de materia, probablemente esté ocurriendo un cambio químico. Los cinco indicadores principales de cambios químicos son:

• cambio de temperatura
• Cambio de color
• Olor
• formación de un sólido
• producción de gas

Cambio de temperatura

El cambio de temperatura es un indicador importante de un cambio químico. Si una sustancia se calienta o se enfría al tacto, se está produciendo una reacción química.

Los cambios de temperatura proporcionan evidencia de reacciones químicas porque las provocan la liberación o absorción de energía. Una característica definitoria de las reacciones químicas es que los enlaces químicos deben romperse y/o formarse entre los átomos. Cuando los enlaces químicos se rompen, se libera energía. Cuando se forman enlaces químicos, se absorbe energía.

La liberación de energía de una sustancia provoca una liberación de calor. Cuando se libera energía, una sustancia se calienta al tacto. Las reacciones químicas que liberan energía son exotérmicas. La absorción de energía en una sustancia provoca la absorción de calor del medio ambiente. Cuando una reacción química hace que las sustancias absorban energía, las sustancias se sienten frías al tacto. Las reacciones químicas que absorben energía son endotérmicas.

Algunos ejemplos de reacciones químicas que implican un cambio de temperatura notable incluyen la quema de madera. Cuando la madera se quema, sufre una reacción de combustión exotérmica. Se libera energía neta y la madera ardiendo se siente caliente al tacto.

Otro ejemplo de una reacción química que muestra un cambio de temperatura significativo es la reacción del agua y el cloruro de potasio. Cuando se mezclan agua y cloruro de potasio, se produce ácido clorhídrico y óxido de potasio. Durante la reacción, estas sustancias se sienten frías al tacto. Durante esta reacción endotérmica se ha producido una absorción neta de energía.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que el cambio de temperatura no siempre indica que esté ocurriendo una reacción química. Por ejemplo, cuando se hierve agua, se calienta y la temperatura aumenta. Sin embargo, sigue siendo agua y no se ha producido ningún cambio químico. Por lo tanto, el cambio de temperatura es una «pista» de que puede estar ocurriendo una reacción química, pero no es una prueba definitiva de tal evento.

Cambio de color

El cambio de color es un segundo indicador importante de una reacción química. A veces se producen cambios de color cuando dos soluciones reaccionan. A veces también ocurren cuando reaccionan un sólido y un líquido. Este cambio de color ocurre cuando la estructura molecular de los reactivos y productos es diferente de tal manera que se absorben, irradian y reflejan de manera diferente. Es importante tener en cuenta, sin embargo, que pueden ocurrir cambios de color cuando se diluye una solución. La dilución es un cambio físico que no cambia la identidad de la sustancia.

Un ejemplo de un cambio químico indicado por el color es la reacción entre el hidróxido de sodio y la fenolftaleína. La fenolftaleína normalmente es incolora. Sin embargo, cuando reacciona con hidróxido de sodio, se vuelve rosa. Esta propiedad se utiliza para probar la acidez de una solución determinada. El hidróxido de sodio vuelve las soluciones básicas. Por tanto, si la fenolftaleína es transparente cuando se añade a una solución desconocida, la solución es ácida. Por otro lado, si la solución se vuelve rosa después de agregar la fenolftaleína, contiene hidróxido de sodio y debe ser básica.

Otra reacción química que muestra un cambio de color es la del cobre y el agua, el oxígeno y el dióxido de carbono. Esta reacción convierte el cobre de rojo/marrón a verde. Esta reacción es similar a la oxidación.

Olor

La producción de olores es el tercer indicador importante de un cambio químico. La introducción de varias moléculas crea olores en las fosas nasales humanas. Estas moléculas interactúan de manera diferente con las fosas nasales humanas según sus distintas formas. Si surge un nuevo olor, probablemente signifique que una nueva sustancia química con una estructura molecular distinta está presente en el entorno. Esto podría significar que ha ocurrido una reacción química, liberando una nueva molécula en las fosas nasales.

Un ejemplo de una reacción química con un olor distintivo es la descomposición de un huevo. Cuando un huevo se pudre, se libera sulfuro de dihidrógeno. Este gas produce el característico olor a huevo podrido. De hecho, muchas reacciones químicas huelen a huevos podridos porque liberan azufre dihidrógeno.

Formación sólida o precipitación

En algunas reacciones químicas se forma un sólido o un precipitado. La precipitación es el proceso por el cual un sólido emerge de una solución (de un líquido y un soluto disueltos en ella). La precipitación ocurre cuando se forma un sólido en un líquido. No es soluble en una reacción química. En cambio, este sólido emerge o precipita de la solución, lo que proporciona evidencia de una reacción química.

Un ejemplo de precipitación ocurre en la reacción entre nitrato de plata y cloruro de sodio. El nitrato de plata y el cloruro de sodio son soluciones transparentes. Cuando reaccionan, se crean cloruro de plata y nitrato de sodio como productos. El cloruro de plata es un sólido que no es soluble en nitrato de sodio. Precipita de la solución y se acumula visiblemente en la solución.

Producción de gas

La producción de gas es el quinto y último indicador importante de que un cambio que se está produciendo es químico y no físico. La producción de gas ocurre cuando el producto de una reacción química está en la fase gaseosa en lugar de en la fase líquida o sólida. Cuando se produce gas durante una reacción química, a menudo parece burbujas en un líquido.

Las reacciones que producen dióxido de carbono como producto a menudo muestran burbujas. Por ejemplo, el dióxido de carbono se produce cuando un hidrocarburo reacciona con el oxígeno.

Resumen de la lección

Ideas claves

• Los cambios químicos ocurren cuando una sustancia cambia su composición química.
• Los cambios físicos no cambian la composición química de una sustancia.
• Los cambios químicos tienen cinco indicadores principales: producción de olores, cambio de temperatura, producción de gas, precipitación y cambio de color.

Términos de vocabulario

• Cambio químico: un cambio que altera la composición de una sustancia.
• Reacción química: evento que causa un cambio químico.
• Cambio físico: cambio que no altera la composición de una sustancia.
• Cambio de fase: un cambio físico que altera una sustancia entre sólido, líquido y gas.
• Reacción endotérmica: una reacción química que absorbe energía.
• Reacción exotérmica: una reacción química que libera energía.
• Precipitación: la formación de un sólido durante una reacción química.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador