Tipos de reacciones químicas, con ejemplos balanceados
Reconocer el tipo de reacción ayuda a predecir los productos y a escoger el método de balanceo. Las categorías no son excluyentes: una combustión también es redox, y una neutralización es una doble sustitución. Estas son las que aparecen en cualquier curso de química general.
Síntesis o combinación
Dos o más sustancias se unen para formar una sola: A + B → AB.
2Mg + O2 → 2MgO
Es la luz blanca e intensa que se ve al quemar una cinta de magnesio en el laboratorio. Otra muy importante es la síntesis del amoníaco, N2 + 3H2 → 2NH3, base de casi todos los fertilizantes nitrogenados.
Descomposición
Una sustancia se separa en dos o más: AB → A + B. Suele necesitar calor, luz o electricidad.
CaCO3 → CaO + CO2
2KClO3 → 2KCl + 3O2
La primera es la fabricación de cal; la segunda, un método de laboratorio para obtener oxígeno.
Sustitución simple o desplazamiento
Un elemento reemplaza a otro en un compuesto: A + BC → AC + B.
Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu
Solo ocurre si el elemento libre es más activo que el que desplaza. El zinc está por encima del cobre en la serie de actividad, así que la reacción procede; el cobre metálico, en cambio, no desplaza al zinc de sus sales. Estas reacciones son siempre redox.
Doble sustitución o metátesis
Dos compuestos intercambian sus iones: AB + CD → AD + CB. Ocurre si se forma un precipitado, un gas o agua.
AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3
El cloruro de plata es insoluble y aparece como un sólido blanco. La neutralización es un caso particular en el que un ácido y una base forman sal y agua:
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Combustión
Una sustancia reacciona rápidamente con oxígeno liberando calor. Con hidrocarburos y oxígeno suficiente, los productos son CO2 y H2O:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
Con poco oxígeno la combustión es incompleta y se forma monóxido de carbono, un gas tóxico e inodoro:
2CH4 + 3O2 → 2CO + 4H2O
Por esa razón los calentadores de gas deben estar en lugares ventilados.
Redox: la categoría transversal
Una reacción es de óxido-reducción si algún elemento cambia su número de oxidación. Todas las combustiones y las sustituciones simples lo son, y muchas síntesis y descomposiciones también. Las dobles sustituciones, en cambio, casi nunca lo son. Para balancear redox complicadas conviene el método del ion-electrón.
Cómo identificar el tipo de un vistazo
- Un solo producto: síntesis.
- Un solo reactivo: descomposición.
- Un elemento libre de cada lado: sustitución simple.
- Dos compuestos que intercambian pareja: doble sustitución.
- O2 como reactivo y CO2 + H2O como productos: combustión.
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