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BIOLOGÍA
ción de agua por simple combinación de hidrógeno y
oxígeno podría elegirse la ecuación
El fundamento de las "interacciones sociales" de todas las sustancias químicas es la tendencia de los
átomos a formar enlaces que les permitan completar
sus capas electrónicas externas. Al igual que las
amistades y los matrimonios sufren cambios y reordenamientos, dichos enlaces pueden romperse y formar nuevos enlaces. Pero la mayoría de las
sustancias químicas no sufren cambios a menos que
las moléculas participantes estén muy próximas entre sí. Los bloques sólidos de sustancias no interactúan en forma apreciable, excepto en sus superficies.
Los gases y las sustancias que se disuelven en un líquido para formar soluciones tienen mayores probabilidades de interactuar entre sí. Según la hipótesis
molecular cinética de los gases, las moléculas de
un gas están en constante y veloz movimiento, así
que chocan continuamente unas con otras. Es precisamente en esas colisiones en lo que se basa el
cambio químico. De modo análogo, las partículas disueltas (soluto) en el líquido (disolvente) de una solución están dispersas y en veloz movimiento aleatorio,
lo que les da posibilidad de tener cambios químicos.
Cualquier elevación de la temperatura acelera
el movimiento y el número de choques de las partículas, lo que incrementa el número de interacciones. Y
lo mismo puede decirse del grado de dispersión de
las moléculas en el medio (las moléculas disueltas
por completo interactúan con más frecuencia que las
parcialmente precipitadas). Asimismo, cualquier
aumento en la concentración de las moléculas reactivas tiende a acelerar la velocidad de la reacción porque incrementa la probabilidad de que haya
colisiones.
Sin embargo, esta ecuación no está balanceada, pues hay distintos números de átomos en uno y
otro lado de la ecuación. El balance se logra manipulando los coeficientes, los cuales indican cuántas
moléculas de cada tipo participan en la ecuación:
Ahora la ecuación está balanceada.
2.14
¿Todas las reacciones químicas prosiguen hasta
que se agotan los reactivos?
La realidad es que casi ninguna reacción química se
comporta de esa manera. Por lo general se llega a
un estado de balance o equilibrio en el cual las concentraciones de los reactivos y de los productos alcanzan una proporción fija. Dicha proporción o razón
de denomina constante de equilibrio y es diferente
para cada reacción qufmica.
Una ecuación puede concebirse como el equilibrio entre dos reacciones (una reacción progresiva
en la que los reactivos se convierten en los productos y otra reacción regresiva en la que los productos
interactúan para formar los reactivos). Casi todas las
reacciones son reversibles, de modo que sería más
adecuado escribir una ecuación química con flechas
señalando ambas direcciones:
En el momento de mezclar los reactivos predomina la reacción progresiva. Luego, conforme se forman los productos, éstos interactúan cada vez más
para formar los reactivos y la reacción regresiva
aumenta.
Cabe destacar que en el punto de equilibrio
ambas reacciones siguen realizándose, pero no hay
cambio neto; es decir, la reacción progresiva es contrarrestada exactamente por la regresiva. Esta situación de equilibrio sólo ocurre en determinadas
condiciones de temperatura, presión, etc. Cuando
fluctúan estas variables ambientales, el punto de
equilibrio sufre un corrimiento. Asimismo, la formación de una sustancia que abandona el escenario de
la reacción también desplaza el punto de equilibrio.
Si el producto que se forma es un gas o un precipitado, la reacción avanza en sentido progresivo, ya
que los productos no tienen gran oportunidad de interactuar para producir la reacción inversa. Aunque
algunos químicos opinan que todas las reacciones
son teóricamente reversibles, muchas de ellas tienen
reacciones progresivas o regresivas tan difíciles que
en la práctica se consideran irreversibles.
2.15
¿Cómo interactúan realmente las moléculas o los
átomos para llevar a cabo los cambios químicos?
2.16
¿Cómo se mide la concentración de una solución?
La concentración de cualquier sustancia es la cantidad de ella que está presente en un volumen específico de cierto medio. Se acostumbra expresar las
concentraciones de los constituyentes de la sangre
en forma de un porcentaje en el cual se indican los
miligramos (mg) de cada sustancia específica por cada 100 mililitros (mL) de sangre. Es decir, una
concentración de azúcar del 95% significa que hay
95 mg de azúcar (por lo común glucosa) en cada
100 mL de sangre entera.
El porcentaje en peso no es la mejor manera
de expresar las concentraciones, pues el porcentaje de una solución que contiene moléculas densas
significa menos moléculas que el mismo porcentaje
de una solución que contiene moléculas más ligeras.
Esto puede verse con un ejemplo: 1000 kg de personas obesas encerradas en una habitación significa
menos individuos que 1000 kg de personas esbeltas.
Como la velocidad de las reacciones químicas depende del número de moléculas presentes, es preferible usar un criterio de concentración en el cual sólo
se tome en cuenta el número de moléculas.
Un mol se define como el peso molecular de
una sustancia expresado en gramos. Así, un mol de