2.4: Propiedades y Cambios Químicos y Físicos

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Un trozo de oro se puede martillar en una lámina de oro muy delgada (es el más maleable de todos los elementos). Sin embargo, el oro en la lámina de aluminio sigue siendo solo oro elemental; nada ha cambiado excepto la apariencia física de la muestra. Lo mismo ocurre si tomas alguna sustancia pura sólida y la fundes, o la conviertes en un gas. La estructura atómica o molecular de la sustancia no ha cambiado, simplemente tiene una apariencia física diferente. Los cambios en las apariencias exteriores que no alteran la naturaleza química de la sustancia y no hacen nueva sustancia se denominan cambios físicos. El carbono puro, en forma de briqueta, puede ser aplastado a una potencia fina sin cambiar el hecho de que sigue siendo solo carbono elemental (así, este es un cambio físico), pero si el carbono puro se calienta en presencia de oxígeno, sucede algo más. El carbono desaparece lentamente (a menudo en llamas) y los átomos de carbono ahora aparecen como un compuesto con oxígeno con la fórmula CO ₂. El dióxido de carbono es una sustancia totalmente diferente al carbono o al oxígeno con el que empezamos. Por ejemplo, el carbono es un sólido negro y el dióxido de carbono es un gas incoloro. Se sabe que se ha producido un cambio químico cuando cambia la composición química del material y se produce una nueva sustancia.

Así como definimos un conjunto de propiedades físicas para las sustancias, también podemos definir un conjunto de propiedades químicas. Las propiedades químicas son simplemente el conjunto de cambios químicos que son posibles para esa sustancia. Para el elemento magnesio (Mg), podríamos decir que las propiedades químicas incluyen:

la reacción con oxígeno para formar MgO
la reacción con ácido clorhídrico para formar MgCl ₂ e hidrógeno gaseoso (H ₂)
la reacción con dióxido de carbono sólido (hielo seco) para formar MgO y carbono

Los cambios químicos casi siempre se pueden detectar con uno de nuestros sentidos físicos. Así, cuando el magnesio reacciona con el oxígeno (se quema en el aire) se produce una llama blanca brillante, se desprende calor y el magnesio metálico brillante se convierte en un polvo blanco desmenuzable MgO. En la reacción con ácido clorhídrico (la molécula HCl disuelta en agua), el magnesio metálico sólido desaparece, se desprenden burbujas de gas hidrógeno (H ₂), se produce calor y se forma una solución transparente que contiene MgCl ₂. En la reacción con dióxido de carbono sólido (hielo seco), se produce una llama blanca brillante, se desprende calor y el magnesio metálico brillante se convierte en un polvo blanco desmenuzable y carbono sólido. En general, cuando se trata de identificar un cambio químico, busque evidencia de calor o luz, la evolución de un gas, un cambio de color o la formación de nuevos productos sólidos a partir de soluciones de otro modo claras.