Tipos de reacciones químicas: síntesis, descomposición, desplazamiento y doble sustitución

Una manzana que madura, la digestión, la flama de una estufa o la carne que se cuece: a nuestro alrededor ocurren reacciones químicas todo el tiempo. En una reacción, una o más sustancias (reactivos) se transforman en otras nuevas (productos) con propiedades distintas. Según cómo se reacomodan los átomos, las reacciones se clasifican en cuatro tipos básicos.

En tu libro: este tema está en las páginas 269 a 274 y 315 a 318 de Saberes y pensamiento científico. Tercer grado (SEP).

Cómo reconocer una reacción química

Algunas señales de que ocurrió una reacción son: cambio de color, desprendimiento de gas (burbujas), formación de un sólido (precipitado), liberación o absorción de calor y emisión de luz. Para repasar las partes de una ecuación química, consulta la clase de ecuaciones químicas y balanceo.

1. Reacciones de síntesis (combinación)

Dos o más sustancias se unen para formar un solo producto: $A + B \rightarrow AB$.

2. Reacciones de descomposición

Un compuesto se separa en dos o más sustancias, casi siempre con ayuda de calor o electricidad: $AB \rightarrow A + B$.

Nota: en la página 272 el último ejemplo aparece como $\ce{(NH4)2SO3}$ (sulfito), pero así la ecuación no cuadra: el reactivo correcto es el sulfato de amonio, $\ce{(NH4)2SO4}$.

3. Reacciones de desplazamiento (sustitución simple)

Un elemento reemplaza a otro dentro de un compuesto: $A + BC \rightarrow AC + B$. Solo ocurre si el elemento que entra es más reactivo que el que sale.

$$\ce{Zn + CuSO4 -> ZnSO4 + Cu}$$

$$\ce{Zn + H2SO4 -> ZnSO4 + H2}$$

$$\ce{Ca + 2H2O -> Ca(OH)2 + H2}$$

$$\ce{Cl2 + 2NaBr -> 2NaCl + Br2}$$

El cloro desplaza al bromo porque es más reactivo. Por eso la reacción inversa, $\ce{Br2 + 2NaCl}$, no ocurre, aunque el libro la incluye como ejemplo en la página 272.

4. Reacciones de doble sustitución (metátesis)

Dos compuestos, generalmente en disolución acuosa, intercambian sus partes: $AB + CD \rightarrow AD + CB$. Muchas forman agua o un sólido insoluble (precipitado).

$$\ce{HCl + NaOH -> NaCl + H2O}$$

$$\ce{2HCl + Ba(OH)2 -> BaCl2 + 2H2O}$$

$$\ce{CaCl2 + Na2CO3 -> CaCO3 v + 2NaCl}$$

$$\ce{3CaCl2 + 2K3PO4 -> Ca3(PO4)2 v + 6KCl}$$

$$\ce{Pb(NO3)2 + K2CrO4 -> PbCrO4 v + 2KNO3}$$

La flecha hacia abajo indica que se forma un precipitado. Las reacciones entre un ácido y una base, como la primera, son de este tipo y se llaman de neutralización.

Reacciones químicas en el entorno

Nota: el libro clasifica la combustión del metano como una reacción de sustitución simple. En realidad es una reacción de combustión, que es un tipo de reacción de óxido-reducción: ningún elemento sustituye a otro en un compuesto.

El agua como medio de reacción (páginas 316 a 318)

Muchas reacciones ocurren disueltas en agua. Al disolverse la sal, las moléculas de agua, que son polares, rodean a los iones y los separan de la red cristalina:

$$\ce{NaCl(s) ->[H2O] Na+(ac) + Cl-(ac)}$$

Lo mismo hacen los iones de metales pesados como el plomo ($\ce{Pb^2+}$) o el mercurio ($\ce{Hg^2+}$) que vierten algunas industrias, y por eso contaminan el agua. En la atmósfera, algunos gases de la combustión reaccionan con el vapor de agua y forman ácidos:

$$\ce{SO3 + H2O -> H2SO4} \qquad \ce{CO2 + H2O -> H2CO3}$$

Son las reacciones que producen la lluvia ácida.

Comprueba lo aprendido

1. ¿De qué tipo es la reacción 2Mg + O₂ → 2MgO?Ver respuestaOcultar respuesta

De síntesis: dos elementos forman un solo compuesto.

2. ¿De qué tipo es la reacción AgNO₃ + NaCl → AgCl + NaNO₃?Ver respuestaOcultar respuesta

De doble sustitución: los dos compuestos intercambian sus iones (y se forma un precipitado de cloruro de plata).

3. ¿Por qué el hierro puede desplazar al cobre de una disolución de sulfato de cobre, pero el cobre no desplaza al hierro?Ver respuestaOcultar respuesta

Porque el hierro es más reactivo que el cobre. Un elemento solo desplaza a otro menos reactivo que él.

Practica con los ejercicios resueltos de esta unidad:

Ejercicios de reacciones químicas

Temas relacionados: reacciones redox, termoquímica y reacciones ácido-base en el curso de Saberes y pensamiento científico 3.

Referencias

• Secretaría de Educación Pública (2024). Colección Nanahuatzin. Saberes y pensamiento científico. Tercer grado. SEP, pp. 269-274 y 315-318.
• Chang, R. y Overby, J. (2017). Química. McGraw Hill.
• Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E. y Murphy, C. J. (2014). Química, la ciencia central. Pearson Educación.

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