Cambios Químicos y Físicos: Resúmenes, diferencias y ejemplos

Cambio físico y cambio químico

La química es el estudio de las propiedades e interacciones de sustancias químicas. Considere una bola de masa que se eleva antes de meterla en el horno. Mientras que un panadero puede ver un trozo de pan crudo fermentándose antes de hornearlo, un químico estaría interesado en la composición química de la masa y los procesos que le permiten crecer. En lugar de pan crudo, ven una matriz compuesta principalmente de carbono en forma de carbohidratos. En lugar de elevarse (o fermentarse), ven que la levadura convierte las moléculas de azúcar en gas.

Los químicos clasifican los cambios que sufren las sustancias en químicos o físicos. Los cambios químicos alteran la composición química de una sustancia. Es decir, las moléculas que formaban esa sustancia ya no son las mismas. Un cambio físico altera el estado de una sustancia pero no altera sus ingredientes generales. Las piezas individuales pueden estar rotas, pero las piezas mismas siguen hechas de la misma materia.

En esta lección, investigue los cambios químicos y físicos con más detalle para comprender las siguientes preguntas:

• ¿Cuál es la diferencia entre un cambio físico y químico?
• ¿Cómo se podría identificar una reacción química frente a un cambio físico?
• ¿Cuáles son ejemplos de cambios químicos versus físicos?
• ¿Rasgar el papel es un cambio físico o químico?

¿Cuál es la diferencia entre un cambio físico y químico?

Anteriormente se definieron brevemente los cambios químicos y físicos. Sin embargo, estos conceptos pueden explorarse mejor si se describen con más detalle. Los cambios químicos y los cambios físicos son procesos completamente separados, aunque pueden ocurrir simultáneamente.

Los cambios químicos implican reacciones químicas. Las reacciones químicas son reacciones que ocurren cuando sustancias se unen o se separan. Los ingredientes químicos al comienzo de la reacción no serán los mismos que los ingredientes al final de la reacción. Esto a menudo significa que el material anterior no se parece al material posterior. Sin embargo, también hay ocasiones en las que puede resultar difícil saber si se ha producido alguna reacción. Afortunadamente, existen algunas señales reveladoras para identificar reacciones químicas. Identificar una o más de estas características podría indicar que se ha producido una reacción:

• Las sustancias han cambiado de color.
• Pueden aparecer gases y elevarse desde el sitio de reacción, como lo demuestran los gases visibles o un nuevo olor.
• Comienzan a formarse precipitados (sólidos generados a partir de reacciones que ocurren en un líquido)
• La reacción emite luz.
• La reacción desprende calor o se siente extremadamente fría.

Los cambios físicos alteran la forma o el estado de una sustancia, pero no alteran su composición química general. A menudo, los cambios físicos ocurren cuando se aplica una fuerza o estimulación externa a una sustancia. Por ejemplo, la alta presión y las bajas temperaturas pueden hacer que una sustancia cambie de gas a líquido o de líquido a sólido. Alternativamente, las altas presiones pueden provocar que una sustancia se funda de sólido a líquido o se evapore a gas desde un estado líquido. En ambos casos, las sustancias moleculares no cambian pero sí su tipo de materia. La materia compone el mundo y se describe como sólida, líquida o gaseosa. En algunas circunstancias, un cambio físico puede venir acompañado de un cambio de color. Por ejemplo, la lava fundida puede aparecer roja, aunque la roca fundida sólida y enfriada es oscura.

Entonces, ¿cómo se podría identificar un cambio físico versus un cambio químico? Se pueden hacer las siguientes preguntas para ayudar a identificar qué proceso ocurrió:

Pregunta	Cambio químico	Cambio fisico
¿Los ingredientes iniciales y finales tienen la misma composición química?	No	Sí
¿La combinación de sustancias generó luz, calor o frío?	Sí	No
¿Se formaron precipitados?	Sí	No
¿Los ingredientes siguieron siendo los mismos, pero la sustancia cambió de forma?	No	Sí

Ejemplos de cambios químicos versus físicos

Los ejemplos de cambios químicos versus físicos son quizás la mejor manera de comprender la diferencia entre estos cambios. Continúe leyendo para ver ejemplos de cambios químicos, cambios físicos y casos en los que ambos ocurren.

Ejemplo de cambio químico

Los cambios químicos resultan en la alteración de una sustancia (o sustancias) en una nueva sustancia (o sustancias). Uno de los mejores ejemplos de un cambio químico ocurre dentro del cuerpo humano. Cuando se consumen alimentos, el cuerpo debe utilizar ingredientes químicos para generar energía. Esto se logra mediante un proceso llamado respiración celular. En la respiración celular, el azúcar y el oxígeno se combinan para generar agua, oxígeno y energía metabólica. Esto se representa en la ecuación que se proporciona a continuación:

{eq}C_{6}H_{12}O_{6}+6O_{2}\rightarrow 6H_{2}O+6CO_{2}+ATP {/eq}

Observe cómo los ingredientes del lado izquierdo de la flecha no coinciden con los ingredientes del lado derecho de la flecha. Ha ocurrido una reacción química y las sustancias han cambiado su composición química.

Ejemplo de cambio físico

Los cambios físicos ocurren cuando las sustancias cambian de forma. Considere un carámbano que se formó en medio de la noche. Durante el día, el carámbano se expone al calor del sol y comienza a derretirse hasta convertirse en agua líquida. Este es un ejemplo de un cambio físico y está representado por la siguiente ecuación:

{eq}H_{2}O_{Sólido} \xrightarrow[]{Calor}H_{2}O_{Líquido} {/eq}

Observe cómo los ingredientes en el lado derecho y en el lado izquierdo de la flecha tienen la misma composición química pero ahora se encuentran en un estado de materia diferente.

Cambios químicos y físicos que ocurren juntos

Pueden ocurrir cambios químicos y físicos al mismo tiempo, lo que dificulta la evaluación de los cambios que están ocurriendo. Consideremos a un niño comiendo un sándwich de helado. Cuando ese niño se lleva la golosina a la boca, el calor de su cuerpo comienza a derretir el helado de sólido a líquido. Este es un ejemplo de un cambio físico. Sin embargo, comienza a producirse una reacción química cuando la saliva se encuentra con el sándwich de helado. La saliva contiene una sustancia llamada amilasa salival que ayuda a descomponer los carbohidratos complejos (almidón) en la boca como uno de los primeros pasos de la digestión. Por lo tanto, cualquier almidón que se encuentre en el sándwich de helado sufrirá un cambio químico y se convertirá en azúcar simple.

A continuación, explore la tabla proporcionada para comprender otros casos de cambios químicos y físicos:

Guión	Tipo de cambio
Vapor de agua que se condensa en un espejo.	Físico
Las monedas de un centavo de cobre se vuelven verdes con el tiempo	Químico
La combinación de dos metales para formar una aleación.	Físico
La erupción de un volcán de bicarbonato de sodio y vinagre	Químico

¿Rogar papel es un cambio físico?

¿Qué pasa con los casos en los que no parece que se haya producido ningún cambio? Por ejemplo, ¿rasgar un papel es un cambio físico? Debido a que el trozo de papel cambia de forma después de romperse, ha sufrido un cambio físico. Aunque todavía se encuentra en el mismo estado de la materia antes y después del desgarro, una de sus propiedades físicas (por ejemplo, la masa) ha sido alterada.

Resumen de la lección

La química es el estudio de las propiedades e interacciones de sustancias químicas. En química, los cambios observados en las sustancias se clasifican como cambios químicos o cambios físicos. En los cambios químicos, una sustancia sufre una reacción química en la que se crean o rompen enlaces para convertir una (o varias) sustancias en una nueva sustancia (o muchas sustancias nuevas). Las reacciones químicas suelen coincidir con la formación de gases u olores fuertes, la aparición de luz o calor, sitios de reacción fríos, un cambio de color o la formación de precipitados, que son sólidos que se forman cuando se producen reacciones químicas en líquidos.

Los cambios físicos ocurren cuando una sustancia cambia de forma o tipo de materia. La materia constituye el mundo y se identifica por su organización como gas, líquido o sólido. Cuando un objeto se derrite o se congela sufre un cambio físico. Descomponer un objeto manteniendo su composición química también es un ejemplo de cambio físico, como rasgar un trozo de papel o romper una piedra.