Cambios físicos y cambios químicos
La materia puede experimentar dos tipos de cambios: cambios físicos y cambios químicos. Distinguirlos es fundamental para comprender la química.
Cambios físicos
Un cambio físico es aquel en el que no se forma ninguna sustancia nueva. La sustancia sigue siendo la misma, aunque cambie su aspecto, su forma o su estado. Ejemplos:
• Fundir hielo (sigue siendo agua, H₂O).
• Romper un cristal (sigue siendo vidrio).
• Disolver azúcar en agua (el azúcar no se transforma).
• Deformar una barra de plastilina.
Cambios químicos (reacciones químicas)
Un cambio químico o reacción química es aquel en el que unas sustancias se transforman en otras diferentes, con propiedades distintas. Los indicios de que se ha producido una reacción química son:
• Cambio de color.
• Desprendimiento de gas (burbujas).
• Aparición de un precipitado (sólido que se forma en una disolución).
• Cambio de temperatura (la mezcla se calienta o se enfría).
• Emisión de luz o llama.
| Cambio físico | Cambio químico |
|---|
| No se forman sustancias nuevas | Se forman sustancias nuevas |
| Fácilmente reversible | Difícilmente reversible |
| No cambia la composición | Cambia la composición |
| Ejemplos: fundir, evaporar, disolver | Ejemplos: quemar, oxidar, fermentar |
📘 Ejemplo resuelto¿Cambio físico o químico?
a) Quemar un papel → Cambio químico: el papel se transforma en cenizas, CO₂ y vapor de agua.
b) Hervir agua → Cambio físico: el agua pasa de líquido a gas, pero sigue siendo H₂O.
c) Oxidar un clavo de hierro → Cambio químico: el hierro reacciona con el oxígeno del aire formando óxido de hierro (Fe₂O₃).
¿Qué ocurre en una reacción química?
En una reacción química, las partículas de las sustancias iniciales (reactivos) se reorganizan para formar sustancias nuevas (productos). Los enlaces entre los átomos de los reactivos se rompen y se forman nuevos enlaces para dar lugar a los productos.
⚠️ ImportanteEn toda reacción química se cumple la Ley de conservación de la masa (Ley de Lavoisier): «En una reacción química la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos.» Los átomos no se crean ni se destruyen, solo se reorganizan.
Representación de las reacciones: ecuaciones químicas
Una reacción química se representa mediante una ecuación química:
Reactivos → Productos
Ejemplos de ecuaciones químicas:
• Combustión del carbono: C + O₂ → CO₂
• Formación de agua: 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O
• Oxidación del hierro: 4 Fe + 3 O₂ → 2 Fe₂O₃
Ajuste de ecuaciones químicas
Para cumplir la Ley de Lavoisier, las ecuaciones químicas deben estar ajustadas: el número de átomos de cada elemento debe ser el mismo en los reactivos y en los productos. Para ello se colocan coeficientes estequiométricos delante de las fórmulas.
📘 Ejemplo resueltoAjustar: H₂ + O₂ → H₂O
Contamos átomos:
• Reactivos: 2 H, 2 O
• Productos: 2 H, 1 O → ¡no está ajustada!
Colocamos un 2 delante del H₂O:
H₂ + O₂ → 2 H₂O
• Reactivos: 2 H, 2 O
• Productos: 4 H, 2 O → ¡los hidrógenos no cuadran!
Colocamos un 2 delante del H₂:
2 H₂ + O₂ → 2 H₂O
• Reactivos: 4 H, 2 O ✓
• Productos: 4 H, 2 O ✓ → ¡Ajustada!
Tipos de reacciones químicas
Las reacciones químicas se pueden clasificar en varios tipos:
| Tipo | Descripción | Ejemplo |
|---|
| Síntesis o combinación | Dos o más sustancias se unen para formar una | 2 Mg + O₂ → 2 MgO |
| Descomposición | Una sustancia se descompone en otras más sencillas | 2 H₂O₂ → 2 H₂O + O₂ |
| Sustitución | Un elemento sustituye a otro en un compuesto | Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu |
| Combustión | Una sustancia reacciona con O₂ produciendo calor y luz | CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O |
🤔 ¿Sabías que…?Antoine Lavoisier (1743–1794) es considerado el padre de la química moderna. Fue quien demostró experimentalmente que en las reacciones químicas la masa se conserva, derribando la antigua teoría del flogisto. Desgraciadamente, fue ejecutado durante la Revolución Francesa.
✏️ Ejercicios1. Indica si son cambios físicos o químicos: hervir leche, quemar madera, disolver sal en agua, oxidarse un clavo, fundir chocolate.
2. Enumera tres indicios que nos permiten saber que se ha producido una reacción química.
3. Enuncia la Ley de conservación de la masa y explícala con tus palabras.
4. Ajusta las siguientes ecuaciones químicas:
a) N₂ + H₂ → NH₃
b) Fe + O₂ → Fe₂O₃
c) Al + HCl → AlCl₃ + H₂
5. Clasifica las siguientes reacciones en síntesis, descomposición, sustitución o combustión:
a) 2 Na + Cl₂ → 2 NaCl
b) CaCO₃ → CaO + CO₂
c) C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O
6. Si 12 g de carbono reaccionan con 32 g de oxígeno, ¿qué masa de CO₂ se obtiene?
7. Explica a nivel de partículas qué ocurre cuando el hidrógeno reacciona con el oxígeno para formar agua.
8. ¿Por qué es necesario ajustar las ecuaciones químicas? ¿Qué ley lo exige?
9. El magnesio arde con una llama blanca brillante al reaccionar con el oxígeno. Escribe la ecuación ajustada de esta reacción.
10. Identifica los reactivos y los productos en la reacción: 2 KClO₃ → 2 KCl + 3 O₂
📋 Resumen de la lección- Los cambios físicos no producen sustancias nuevas; los cambios químicos sí.
- Una reacción química se representa con una ecuación química: Reactivos → Productos.
- La Ley de conservación de la masa (Lavoisier) establece que la masa total se conserva en toda reacción química.
- Las ecuaciones se ajustan colocando coeficientes estequiométricos para igualar los átomos de cada elemento.
- Las reacciones se clasifican en: síntesis, descomposición, sustitución y combustión.