Los cambios químicos nos rodean. Sin ellos, no podríamos respirar. Las plantas no podrían fabricar alimentos a partir de la luz solar. No podríamos conducir un coche si no fuera por las reacciones químicas. Ni siquiera podríamos freír un huevo sin un cambio químico.
Un cambio químico suele contrastarse con un cambio físico. Así que, empecemos por ahí. Un cambio físico implica sólo un cambio en la composición física de una sustancia, no en su composición química. Aunque la sustancia puede parecer muy diferente, en el fondo tiene los mismos átomos y moléculas dispuestos de la misma manera.
El hielo que se funde en agua es un cambio físico común. El hielo y el agua parecen muy diferentes entre sí, pero tienen exactamente la misma estructura química. Esto significa que el hielo y el agua son sustancias químicas idénticas, pero gracias a la temperatura, simplemente se encuentran en diferentes estados físicos de la materia. El estado físico del hielo, por supuesto, es sólido, y el del agua es líquido.
Ahora, pongámonos químicos. La estructura del agua se representa como H2O, dos moléculas de hidrógeno unidas a una de oxígeno. Eso se mantiene igual tanto si el agua adopta la forma de hielo, vapor o líquido, y por eso pasar del hielo al agua es sólo un cambio físico.
Un cambio físico más complejo es la disolución de la sal en el agua. Esto parece que debería ser un cambio químico, ¿verdad? ¿A dónde se fue la sal? Pero, los cristales de sal originales siguen ahí, sólo que en un estado físico diferente. Al igual que podemos derretir el hielo sólido para obtener agua líquida de nuevo, también podemos hervir el agua de una olla con agua salada para obtener la sal de nuevo, recristalizada. (¡Primero hay que quitar la pasta!)
Esta reversibilidad sin complicaciones de un estado a otro es típica de los cambios físicos. Sin embargo, no lo es para los cambios químicos. En un cambio químico, siempre se obtiene algo totalmente nuevo. Los átomos y las moléculas de las sustancias con las que se empezó se reorganizan por completo.
¿Recuerda cómo el agua se congela o hierve pero sigue conteniendo una molécula de oxígeno por cada dos de hidrógeno? No es así cuando algo como el agua se encuentra con algo como el sodio, donde se crean dos nuevas sustancias. Básicamente, cuando introduces el metal sodio puro (Na) en el agua (H2O), acabas con hidróxido de sodio (NaOH) y gas hidrógeno (H2). Es como magia.
Las moléculas resultantes se juntan de forma diferente a las originales. El NaOH, que puede quemar mucho la piel, y el H2, que puede ser altamente explosivo, no son en absoluto lo mismo que el Na y el H2O. Está claro que se han producido cambios químicos, y se necesitaría un proceso muy complejo para volver a separar las nuevas moléculas de hidróxido de sodio y gas de hidrógeno en sodio y agua simples.
El óxido es el resultado de un cambio químico muy conocido. En términos simplificados, el óxido se produce cuando el hierro (Fe) reacciona con el oxígeno (O2), formando una nueva sustancia. La mayoría de nosotros llama a esta sustancia óxido. Los científicos lo llaman óxido de hierro (Fe2O3).
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Entonces, ¿cómo saber si se ha producido un cambio químico, y no un cambio físico?
- Hay una reacción química. Cuando esto ocurre, la(s) sustancia(s) que cambia(n) puede(n) desprender calor y/o luz, o puede(n) burbujear y/o burbujear. La combustión (el proceso de quemar) es un signo seguro de cambio químico.
- La(s) sustancia(s) resultante(s) tiene(n) propiedades químicas que difieren de las de la(s) sustancia(s) original(es). Dichas propiedades podrían incluir la inflamabilidad o una reacción específica con el agua. Esto se debe a que los cambios químicos producen sustancias con diferentes composiciones químicas.
Una cosa a tener en cuenta es que los cambios químicos también pueden dar lugar a cambios de color. El color es en gran medida una propiedad física, junto con el tamaño, la forma, el olor, el punto de ebullición, la densidad, etc. Pero, la única manera de estar seguros de que una diferencia de color es el resultado de un cambio químico es determinar que la nueva sustancia tiene una nueva estructura química.