Reacciones de combinación
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- Describir los distintos tipos de reacciones de combinación usando ecuaciones químicas
Las reacciones de combinación describen una reacción como esta:
\[A + B \rightarrow C\]
en el que dos o más reactivos se convierten en un producto (se combinan). El problema con este término es que no te da mucha visión química porque hay muchos tipos diferentes de reacciones que siguen este patrón. Entonces lo dividiremos en grupos que reflejen lo que realmente está sucediendo un poco mejor.
Combinación de Elementos para Hacer Sustancias Iónicas
En esta categoría, un metal elemental y un no metal elemental reaccionan para hacer una sustancia iónica que es neutra y tiene cada ion en su correcto estado de carga o valencia. Por ejemplo,
\[2Na(s) + Cl_{2}(g) → 2NaCl(s)\]
\[2Mg(s) + O_{2}(g) → 2MgO(s)\]
\[2Al(s) + 3O_{2}(g) → Al_{2}O_{3}(s)\]
Si el metal es un metal de transición, será mucho más difícil predecir la carga correcta en el ion metálico en el compuesto iónico. Puede consultar la información del elemento en la sección de nomenclatura o los enlaces de la sección de tabla periódica. A medida que practiques, comenzarás a tener una idea de lo que son los cargos comunes, pero incluso entonces a menudo es bueno verificarlo, ¡porque puede que no sea lo que esperas! Por ejemplo, ¿cuál es la carga sobre el hierro en Fe 3 O 4 (magnetita)?
¿Bajo qué circunstancias ocurren estas reacciones? A menudo, un metal elemental y un no metal “quieren” hacer un compuesto iónico, porque este es un estado más estable (piense en una bola pesada sobre una mesa: puede rodar fácilmente al suelo, donde tiene menos energía potencial, por lo que la mesa no es un estado estable; si la bola pesada está en un pequeño agujero en el suelo, no puede moverse fácilmente, y si lo hiciera, tendría más energía potencial, por lo que el agujero es un estado estable, de baja energía). Sin embargo, eso no significa necesariamente que la reacción simplemente sucederá por sí sola. Eso depende de lo fácil que pueda ocurrir la reacción (piensa en un lugar al que quieras ir, pero no vayas porque viajar allí es muy inconveniente).
Por ejemplo, los metales alcalinos y los halógenos reaccionan con bastante facilidad, por lo que a menudo reaccionarán incluso sin un “empuje”. El oxígeno es muy reactivo, razón por la cual las cosas se queman, pero hay que encenderlas para que comiencen. Esto es bueno, porque de lo contrario ¡quemaríamos en el aire a temperatura ambiente! Muchas de estas reacciones elementales de combinación pueden necesitar una temperatura alta para comenzar, incluso si quieren que suceda. No será difícil recordar que los álcalis, los metales alcalinotérreos y los halógenos reaccionan con facilidad, ¡porque por eso son muy difíciles de encontrar en forma elemental! El oxígeno y el nitrógeno son muy abundantes en forma elemental porque les resulta difícil reaccionar aunque quieran. El nitrógeno en particular reacciona solo con litio metálico y algunos compuestos complicados a temperatura ambiente, aunque reaccionará con muchos otros elementos a altas temperaturas. La mayoría de los metales no se encuentran en forma elemental en la naturaleza (excepto los que no quieren reaccionar, como el oro), pero si los encuentras en forma elemental en tu casa, entonces probablemente no reaccionen fácilmente.
Combinación de no metales elementales en compuestos covalentes
Estas reacciones involucran formas elementales de elementos como H, C, N, O, Cl, S, P, etc. A menudo será difícil predecir el producto porque estos elementos a menudo pueden combinarse en diferentes proporciones (¡de aquí viene la ley de múltiples proporciones!). Siempre se puede esperar que H tenga una valencia de 1, y O generalmente tendrá una valencia de 2. Muchas de estas reacciones ocurrirán rápidamente si las comienzas con un poco de calor, especialmente si está involucrado oxígeno o un halógeno. De lo contrario, podrían ocurrir muy lentamente o nada en absoluto salvo en circunstancias especiales de las que hablaremos más adelante. Algunos ejemplos:
\[C(s) + O_{2}(g) → CO_{2}(g)\; (fast,\; once\; lit)\]
\[N_{2}(g) + 3H_{2}(g) → 2NH_{3}(g)\; (usually\; very\; slow)\]
Anhídridos básicos
Los anhidridos básicos son compuestos que se convierten en una base (una sal de hidróxido) cuando se agrega agua. Son óxidos metálicos. Aquí hay un ejemplo:
\[CaO(s) + H_{2}O(l) \rightarrow Ca(OH)_{2}(aq)\]
Si el metal es un álcali o alcalinotérreo, la reacción probablemente ocurre rápidamente y produce mucho calor. Si el metal es un metal de transición, la reacción podría no ocurrir tan fácilmente o en absoluto.
Anhídridos de ácido
Los anhidridos de ácido son compuestos que se convierten en un ácido cuando se agrega agua. Son óxidos no metálicos. Estos son un poco más complicados que los anhidros básicos, así que no te preocupes demasiado por ellos ahora mismo. Aquí hay un ejemplo:
\[SO_{3}(g) + H_{2}O(l) \rightarrow H_{2}SO_{4}(aq)\]
Otras reacciones combinadas
Hay muchas otras circunstancias en las que podría ocurrir una reacción combinada. Los tipos enumerados aquí son los simples que son buenos de conocer al principio.
Enlace exterior
Colaboradores y Atribuciones
Emily V Eames (City College of San Francisco)