Reacción de descomposición en química | charla quimica

Conceptos básicos

En este tutorial, aprenderá qué es una reacción de descomposición y sus tipos. ¡También podrás explorar algunos de sus fascinantes ejemplos!

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¿Qué es una reacción de descomposición?

Las reacciones de descomposición son reacciones químicas en las que un compuesto de partida se descompone en dos o más constituyentes más simples. Estos constituyentes más simples pueden ser elementos o compuestos, o ambos. Aquí está la fórmula general de una reacción de descomposición:

AB A + B

(AB es el reactivo. A y B son los productos)

Las reacciones de descomposición son generalmente endotérmico porque la ruptura de los enlaces químicos requiere un aporte de energía. Sí, la formación de productos libera energía cuando forman nuevos enlaces, pero esa energía no suele ser suficiente para compensar la energía inicial utilizada para romper los enlaces del reactivo.

Sin embargo, en casos raros en los que la energía de formación de enlaces de los productos es mayor que la energía de ruptura de enlaces del reactivo (probablemente porque el reactivo es altamente reactivo), la reacción de descomposición puede ser exotérmica. La descomposición del peróxido de hidrógeno, que exploraremos más adelante, es uno de esos casos.

Tipos de reacciones de descomposición

¿Recuerdas cuando dije que para iniciar una reacción de descomposición, necesitas un aporte de energía? Bueno, esa entrada de energía puede ser calor, luz o electricidad.

Descomposición térmica (termólisis)

La termólisis ocurre cuando el calor descompone químicamente un compuesto. Es decir, el calor es un reactivo; suministramos calor para que la reacción avance.

Veamos un ejemplo: la descomposición del carbonato de calcio (CaCO3).

CaCO3 (s) + Δ → CaO (s) + CO2 (gramo) (Δ significa calor)

(Pongo Δ como reactivo porque es más fácil hacerlo en una computadora. Estás perfectamente bien poniendo Δ en la flecha de reacción. Lo mismo es cierto para hν a continuación).

Si tuviera que realizar esta reacción en la vida real, notaría que su muestra sólida inicial de CaCO3 se volvería bastante desmenuzable después de calentarlo, y algo de gas se elevaría durante el proceso. Estos son signos de que se han producido algunos cambios químicos. De hecho, su CaCO3 se ha descompuesto en CaO y CO desmenuzables2 gas.

Fotodescomposición (fotólisis)

La fotólisis ocurre cuando la luz (o más específicamente, los fotones) descompone químicamente un compuesto. Un ejemplo de fotólisis se puede encontrar entre las reacciones dependientes de la luz del proceso de fotosíntesis de una planta:

H2O + hν → 2 H+ + 2 mi + 1/2 O2 (hν significa luz)

Aquí, el agua absorbe la luz (en concreto, 2 fotones) y se descompone en protones (H+), electrones (e), y oxígeno molecular.

cloroplasto
El cloroplasto de una planta, donde se produce la fotólisis del agua.
Fuente: Wikimedia Commons.

Electrólisis

Tenemos un artículo completo dedicado a la electrólisis: ¡Celdas electrolíticas y electrólisis! ¡Échale un vistazo si quieres saber más sobre esta técnica electrizante (juego de palabras definitivamente intencionado)!

De todos modos, la electrólisis ocurre cuando la electricidad descompone químicamente un compuesto. Una reacción de electrólisis es la combinación de 2 semirreacciones simultáneas (una reacción de reducción y una reacción de oxidación).

Veamos un ejemplo: la electrólisis del cloruro de sodio (NaCl).

2 NaCl (l) → 2 Na (l) + Cl2 (gramo)

En esta reacción, el NaCl se descompone en sodio metálico líquido y cloro gaseoso. Las 2 semirreacciones involucradas son la reducción de Na+ iones y la oxidación de Cl iones

electrólisis de NaCl
La configuración para la electrólisis de NaCl.
Fuente: Wikimedia Commons.

Ejemplos de reacciones de descomposición

Como prometimos anteriormente, exploremos la descomposición de peróxido de hidrógeno (H2O2).

​​2 H2O2 (ac) → 2 H2O (l) + O2 (gramo)

Dado que el enlace oxígeno-oxígeno en el peróxido de hidrógeno es muy inestable, el peróxido de hidrógeno almacenado en botellas se descompone en agua y gas oxígeno todo el tiempo. Sin embargo, si quieres algo más divertido (y peligroso), puedes intentar acelerar su descomposición usando un catalizador como el permanganato de potasio (KMnO4), como se muestra en el siguiente video. Tal reacción es altamente exotérmica: puede alcanzar temperaturas muy altas y liberar una gran cantidad de gas (la mayor parte del cual es vapor de agua). Por lo tanto, no lleve a cabo la reacción en casa, a menos que esté calificado para hacerlo.

Por cierto, la descomposición del peróxido de hidrógeno también juega un papel crucial en la elaboración de la pasta de dientes Elephant.

Otra reacción de descomposición popular es la descomposición de hidróxidos metálicos. Los hidróxidos metálicos se descomponen en óxidos metálicos y agua al calentarse. Aquí hay unos ejemplos:

  • Descomposición de hidróxido de sodio: 2 NaOH (s) + Δ → Na2O(s) + H2O (g)
  • Hidróxido de calcio: Ca(OH)2 + Δ → CaO + H2O
  • Hidróxido de hierro (III): 2 Fe(OH)3 + Δ → Fe2O3 + 3 H2O

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