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químicas)(Ejercicios
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El cambio en la naturaleza puede dividirse en dos amplias categorías, los cambios físicos y los cambios químicos. Recordemos que, en general los cambios físicos se distinguen de los químicos en que los primeros no alteran la naturaleza de la materia, por ejemplo, acelerar una pieza de hierro a una velocidad de unos 700 km/h no afecta la composición de los átomos en su interior.
Figura 1. Los cambios químicos involucran alteraciones en la apariencia,
propiedades y composición de la materia.
Por el contrario, los cambios químicos si afectan la naturaleza misma de las sustancias. Cuando el hierro reacciona con oxígeno altera su composición dejando de ser una estructura brillante y metálica, para convertirse en un polvo rojo ocre llamado óxido. Las reacciones químicas son descripciones de estos procesos. Dado que una reacción química es un proceso empírico, es necesario generar un modelo que permita entenderlo, y más aún, controlarlo.
Figura 2. La puerta de Isthar fue una maravilla del mundo antiguo, que
dependía de la habilidad de los artesanos para fabricar azulejos, lo cual
involucra un cambio químico para generar un material nuevo más valioso que los
componentes con que se fabrica.
La civilización
humana depende del control de estos procesos químicos para la fabricación de
materiales de importancia, como todos los que me permiten escribir este mismo
texto. Sin embargo, hay que recalcar que por muy bueno que sea el modelo, este
no debe confundirse con el proceso que ocurre en el mundo real. De esta forma
deberemos entender dos ideas relacionadas, la reacción química que es un
proceso que nunca cambia y que experimentan de igual modo investigadores en
cualquier momento histórico, y la ecuación química, que son una serie de
símbolos y normas semánticas que nos permiten describir dicho proceso siguiendo
una teoría como base, la teoría atómica.
Cuando se
producen cambios químicos, los átomos se reorganizan y la reacción va
acompañada de un cambio de energía a medida que se generan nuevos productos. Un
ejemplo de un cambio químico es la reacción entre el sodio y el agua para
producir hidróxido de sodio e hidrógeno. Se libera tanta energía que el gas de
hidrógeno liberado se quema espontáneamente en el aire. Este es un ejemplo de
un cambio químico porque los productos finales son químicamente diferentes de
las sustancias antes de la reacción química. Los químicos clasifican los
cambios químicos en tres clases principales: cambios químicos inorgánicos,
cambios químicos orgánicos y cambios bioquímicos.
La química
inorgánica describe las reacciones de elementos y compuestos que, en general,
no involucran carbono. Los cambios suelen tener lugar en los laboratorios, o en
una escala mayor en las industrias pesadas. Los tipos típicos de cambio
inorgánico incluyen la neutralización (mezcla de un ácido con una base, que da
como resultado agua y sal), oxidación incluida la combustión, y reacciones de
óxido-reducción elementales.
La química orgánica se
refiere a la química del carbono, así como los elementos y compuestos con los
que reacciona. Estos compuestos incluyen aceite mineral y todos sus productos.
Gran parte de la producción de industrias que fabrican productos farmacéuticos,
pinturas, detergentes, cosméticos, combustibles, etc involucran cambios
orgánicos. Ejemplos típicos de cambios químicos orgánicos incluyen craquear
hidrocarburos pesados en una refinería de petróleo para crear más gasolina a
partir del petróleo crudo, ya que la gasolina tiene una mayor demanda que los
hidrocarburos más pesados, como los gasóleos residuales. Otras reacciones
incluyen, metilación, reacciones de condensación, polimerización, halogenación,
etc.
La bioquímica se ocupa de la
química del crecimiento y la actividad de los organismos vivos. Es una química
en la que la mayoría de las reacciones están controladas por proteínas
complejas llamadas enzimas, estando moderadas y limitadas por hormonas. La
química es siempre muy compleja y aún no se entiende completamente. La
descomposición de material orgánico también está dentro del alcance de la
bioquímica, aunque en este caso lo que está involucrado es el crecimiento y la
actividad de hongos, bacterias y otros microorganismos. Los tipos típicos de
cambio bioquímico incluyen todo el proceso involucrado en la fotosíntesis, un
proceso en el cual las plantas transforman el dióxido de carbono y el agua en
azúcares y oxígeno, la digestión en la que los organismos utilizan los
materiales ricos en energía para crecer y moverse, ciclo de Krebs que libera
energía de reservas almacenadas, síntesis de proteínas que permiten a los
organismos crecer utilizando procesos controlados por ARN, etc.
Lo siguiente
puede indicar que ha tenido lugar un cambio químico, aunque esta evidencia no es
concluyente:
· Cambio de olor
· Cambio de color (por ejemplo, de plateado
a marrón rojizo cuando se oxida el hierro).
· Cambio en la temperatura o la energía,
como la producción (exotérmica) o la pérdida (endotérmica) de calor.
· Cambio de composición: el papel se
convierte en cenizas cuando se quema.
· Luz y / o calor emitidos.
· Formación de gases, que a menudo aparecen
como burbujas en líquidos.
· Formación de un precipitado (partículas
insolubles).
· La descomposición de la materia orgánica (por ejemplo, comida podrida).
· El cambio es difícil o imposible de revertir.
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