Reacció química

Una reacció química és un procés que implica un canvi en l'estructura electrònica d'una o de diverses molècules, mitjançant el trencament i formació d'enllaços químics. Per exemple, diverses molècules poden reaccionar per formar-ne una altra (o diverses de diferents), o bé una sola molècula es pot descompondre en d'altres de més petites, o canviar la seva estructura interna. S'anomena reactius a les molècules que reaccionen, i productes a les que s'obtenen com a resultat de la reacció.^[1]

Un canvi químic fàcil d'observar es produeix quan es talla una poma per la meitat i deixant-la exposada a l'aire. En uns quants minuts, la superfície de la fruita s'enfosqueix perquè algunes de les substàncies que la formen reaccionen amb l'oxigen de l'aire i es transformen en altres de noves. Es pot retardar l'enfosquiment si s'humiteja la superfície que està tallada amb suc de llimona. La vitamina C que hi ha al suc de llimona és un antioxidant natural.^[2]

Per exemple, el metà pot reaccionar amb oxigen per formar diòxid de carboni i aigua (combustió).

${\ce {CH4 + 2 O2 -> CO2 + 2 H2O}}$

Una reacció química implica un canvi d'energia (o calor) del sistema, en passar de reactius a productes. Una reacció és exotèrmica si allibera energia, i endotèrmica si cal aportar-li energia perquè tingui lloc.^[3]^[4] Des d'un punt de vista termodinàmic, també cal tenir en compte el canvi d'entropia per predir si una reacció és espontània o no a una determinada temperatura (vegeu:Energia d'activació).^[5]

Les reaccions químiques es produeixen a una velocitat determinada, que depèn del tipus de reacció, de la temperatura, i de si el sistema conté un catalitzador o enzim que acceleri la reacció (vegeu cinètica molecular).^[6]

Tipus bàsics de reaccions

Les reaccions es poden classificar segons el tipus d'interacció entre els reactius i el producte resultant.^[7]^[8]

Reacció de síntesi

Les reaccions de síntesi són aquelles en les quals es forma una substància a partir de dos o més reactius.

Per exemple, la reacció entre ferro i sofre per formar sulfur de ferro (II).

${\ce {Fe + S -> FeS}}$

Reacció de descomposició

Les reaccions de descomposició són aquelles en les quals una substància es descompon en unes altres de més senzilles.

Per exemple, la descomposició electrolítica de l'aigua permet d'obtenir oxigen i hidrogen en estat gasós.

${\ce {2 H2O (l) -> 2 H2 (g) + O2 (g)}}$

Reacció de desplaçament

Les reaccions de desplaçament són aquelles en les quals hi ha una substitució d'un àtom que forma part d'una molècula per un altre àtom que estava sol, alliberant-se un dels àtoms que a l'inici formava part de la molècula. No sempre reacciona un àtom sol, en poden ser més segons les relacions d'estequiometria dels composts.^[9] Utilitzem la paraula "sol" per referir-nos a aquell àtom que no forma part de cap molècula.

Per exemple, la reacció entre ferro metàl·lic (Fe) i sulfat de coure (CuSO₄) provoca un intercanvi entre els dos àtoms metàl·lics (ferro i coure), donant lloc a la formació de sulfat de ferro (FeSO₄) i coure metàl·lic (Cu).

${\ce {Fe (s) + CuSO4 (aq) -> Cu (s) + FeSO4}}$

Reacció de doble desplaçament

Les reaccions de doble desplaçament són aquelles en les quals els àtoms o ions components de les substàncies reaccionen i intercanvien la posició en aquestes substàncies.

Per exemple, el nitrat de plata (AgNO₃) reacciona amb el clorur de sodi (NaCl) i es forma clorur de plata (AgCl) i nitrat de sodi (NaNO₃). De manera simplificada, podem dir que a plata (Ag) i el sodi (Na) s'han intercanviat de posició.

${\ce {AgNO3 + NaCl -> AgCl + NaNO3}}$

Reacció orgànica

Les reaccions orgàniques són reaccions químiques que es donen entre compostos orgànics, compostos químics que contenen àtoms de carboni i d'hidrogen, sols o combinats amb altres elements, en l'estructura molecular. La majoria de les reaccions en l'àmbit dels éssers vius són d’aquest tipus. Els processos vitals es basen en les reaccions químiques de compostos orgànics d'estructura complexa com poden ser els enzims, hormones, proteïnes, hidrats de carboni, lípids i àcids nucleics.^[10] Hi ha molts compostos de carboni, a causa de les característiques del seu l'àtom, un no-metall d'electronegativitat intermèdia que li permet enllaçar amb molts altres àtoms, tant electropositius, com electronegatius,^[11] i amb possibilitat de formar compostos lineals, ramificats, cíclics o aromàtics amb enllaços simples, dobles o triples suficients per mantenir l'estabilitat.^[12] La reactivitat dependrà de les característiques dels reactius, de l'existència d'enllaços, dels grups funcionals (determinant les reaccions químiques en les quals puguin participar)^[13] i els efectes electrònics que els grups de substituents (efecte inductiu o ressonant) puguin exercir.^[14]

Referències

↑ Olba, Amparo. Química general: Equilibri i canvi. Universitat de València, 2011-11-28. ISBN 978-84-370-8457-2.
↑ Mans, Claudi. Química de cada dia, La. Com la química ens ajuda a comprendre la cuina i moltes altres coses (2a edició). Edicions Universitat Barcelona, 2016-03-29. ISBN 978-84-475-3974-1.
↑ John W. Moore, Conrad L. Stanitski, Peter C. Jurs. Coupling reactant-favored processes with product-favored processes. Principles of Chemistry: The Molecular Science, 2009, p. 633. ISBN 0495390798.
↑ Bettelheim, 2009, p. 215-216.
↑ Eric V. Anslyn, Dennis A. Dougherty. «2.1.2: Types of energy». A: Modern physical organic chemistry. University Science Books, 2006, p. 68. ISBN 1891389319.
↑ Paul Collison, David Kirkby, Averil Macdonald. «10.08: Energy changes in chemical reactions». A: Nelson Thornes. Nelson Modular Science, Book 2, 2003, p. 151. ISBN 0748767797.
↑ Stoker, 2009, p. 223, Chapter 9: Chemical reactions.
↑ Mark S. Cracolice, Edward I. Peters. «2.8: Characteristics of a chemical change». A: Cengage Learning. Introductory Chemistry: An Active Learning Approach. 4a ed. Brooks/Cole, 2009, p. 77. ISBN 0-495-55847-8.
↑ Izquierdo, José Felipe; Torres, José Felipe Izquierdo. Cinética de las Reacciones Químicas (en castellà). Edicions Universitat Barcelona, 2004. ISBN 978-84-8338-479-4.
↑ Ege, Seyhan. Química orgánica Tomo 1: Estructura y reactividad (en castellà). Reverte, 2010. ISBN 978-84-291-9225-4.
↑ Goñi, Felix M.; Macarulla, José María. Biomoléculas: Lecciones de bioquímica estructural (en castellà). Reverte, 2021-02-05. ISBN 978-84-291-9184-4.
↑ Picó, Alejandrina Gallego. Química básica (en castellà). Editorial UNED, 2018-10-08. ISBN 978-84-362-7496-7.
↑ Society, American Chemical. Química, un proyecto de la A.C.S. (en castellà). Reverte, 2005. ISBN 978-84-291-7001-6.
↑ Ege, Seyhan. Química orgánica tomo 2 (en castellà). Reverte, 1998. ISBN 978-84-291-7064-1.

Bibliografia

Frederick A. Bettelheim, William H. Brown, Mary K. Campbell, Shawn O. Farrell. Cengage Learning. Introduction to General, Organic and Biochemistry. Brooks/Cole, 2009. ISBN 0-495-39112-3.
Stoker, H. Stephen. Cengage Learning. General, Organic, and Biological Chemistry. 5a ed. Brooks/Cole, 2009. ISBN 0547152817.
Sykes, Peter. Mecanismos de reacción en química orgánica (en castellà). Reverte, 2010. ISBN 978-84-291-9195-0.

Vegeu també

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Reacció química

[1] Olba, Amparo. Química general: Equilibri i canvi. Universitat de València, 2011-11-28. ISBN 978-84-370-8457-2.

[2] Mans, Claudi. Química de cada dia, La. Com la química ens ajuda a comprendre la cuina i moltes altres coses (2a edició). Edicions Universitat Barcelona, 2016-03-29. ISBN 978-84-475-3974-1.

[3] John W. Moore, Conrad L. Stanitski, Peter C. Jurs. Coupling reactant-favored processes with product-favored processes. Principles of Chemistry: The Molecular Science, 2009, p. 633. ISBN 0495390798.

[FOOTNOTEBettelheim2009215-216-4] Bettelheim, 2009, p. 215-216.

[5] Eric V. Anslyn, Dennis A. Dougherty. «2.1.2: Types of energy». A: Modern physical organic chemistry. University Science Books, 2006, p. 68. ISBN 1891389319.

[6] Paul Collison, David Kirkby, Averil Macdonald. «10.08: Energy changes in chemical reactions». A: Nelson Thornes. Nelson Modular Science, Book 2, 2003, p. 151. ISBN 0748767797.

[FOOTNOTEStoker2009223Chapter_9:_Chemical_reactions-7] Stoker, 2009, p. 223, Chapter 9: Chemical reactions.

[8] Mark S. Cracolice, Edward I. Peters. «2.8: Characteristics of a chemical change». A: Cengage Learning. Introductory Chemistry: An Active Learning Approach. 4a ed. Brooks/Cole, 2009, p. 77. ISBN 0-495-55847-8.

[9] Izquierdo, José Felipe; Torres, José Felipe Izquierdo. Cinética de las Reacciones Químicas (en castellà). Edicions Universitat Barcelona, 2004. ISBN 978-84-8338-479-4.

[10] Ege, Seyhan. Química orgánica Tomo 1: Estructura y reactividad (en castellà). Reverte, 2010. ISBN 978-84-291-9225-4.

[11] Goñi, Felix M.; Macarulla, José María. Biomoléculas: Lecciones de bioquímica estructural (en castellà). Reverte, 2021-02-05. ISBN 978-84-291-9184-4.

[12] Picó, Alejandrina Gallego. Química básica (en castellà). Editorial UNED, 2018-10-08. ISBN 978-84-362-7496-7.

[13] Society, American Chemical. Química, un proyecto de la A.C.S. (en castellà). Reverte, 2005. ISBN 978-84-291-7001-6.

[14] Ege, Seyhan. Química orgánica tomo 2 (en castellà). Reverte, 1998. ISBN 978-84-291-7064-1.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]