Reacciones Químicas en Soluciones Acuosas

Las sustancias químicas interactúan de muchas maneras diferentes. Ciertas reacciones químicas muestran patrones comunes de reactividad. Debido al gran número de reacciones químicas, es necesario clasificarlas en función de los patrones de interacción observados.

El agua es un buen solvente que puede disolver muchas sustancias. Por esta razón, muchas reacciones químicas tienen lugar en el agua. Tales reacciones se llaman reacciones acuosas. Los tres tipos más comunes de reacciones acuosas son precipitación, ácido-base y oxidación-reducción.

Reacciones en soluciones acuosas 

Una reacción de precipitación implica el intercambio de iones entre compuestos iónicos en una solución acuosa para formar una sal insoluble o un precipitado. En una reacción ácido-base, un ácido reacciona con una base y los dos se neutralizan entre sí, produciendo sal y agua. Una reacción de oxidación-reducción implica la transferencia de electrones entre especies que reaccionan. Se dice que el reactivo que pierde electrones se oxida, y que el reactivo que gana electrones se reduce.

Ecuaciones para reacciones acuosas 

Cuando los iones están implicados, hay varias maneras de representar las reacciones que tienen lugar en medios acuosos, cada uno con un nivel diferente de detalle. Para entender esto, tomemos un ejemplo de una reacción de precipitación. La reacción se produce entre soluciones acuosas de compuestos iónicos, como BaCl₂ y AgNO₃. Los productos de la reacción son el Ba(NO₃)₂ acuoso y el AgCl sólido. 

Esta ecuación balanceada se denomina ecuación molecular. Las ecuaciones moleculares proporcionan información estequiométrica para realizar cálculos cuantitativos y también ayudan a identificar los reactivos utilizados y los productos formados. Sin embargo, las ecuaciones moleculares no proporcionan los detalles del proceso de la reacción en solución; es decir, no indican las diferentes especies iónicas presentes en solución. 

Los compuestos iónicos como el BaCl₂, el AgNO₃ y el Ba(NO₃)₂ son solubles en agua. Se disuelven disociandose en sus iones constituyentes, y sus iones se dispersan homogéneamente en solución. 

Puesto que el AgCl es una sal insoluble, no se disocia en iones y permanece en solución como un sólido. Considerando los factores anteriores, una representación más realista de la reacción sería: 

Esta es la ecuación iónica completa en la que todos los iones disueltos están representados explícitamente. 

Esta ecuación iónica completa indica dos especies químicas que están presentes en forma idéntica en ambos lados, Ba²⁺  (aq) y el NO₃⁻  (aq). Estos son llamados iones espectadores. La presencia de estos iones es necesaria para mantener la neutralidad de la carga. Puesto que no son cambiados ni químicamente ni físicamente por el proceso, pueden ser eliminados de la ecuación. 

Esta ecuación se puede simplificar aún más para dar: 

Esta es la ecuación iónica neta. Indica que el cloruro de plata sólido puede ser producido a partir de cloruro disuelto e iones de plata, independientemente de la fuente de estos iones. 

Este texto ha sido adaptado de OpenStax Química 2e, Sección 4.1: Escritura y Balanceo de Ecuaciones Químicas.