1. Cambios físicos y químicos
Desde el punto de vista científico, podemos distinguir entre fenómenos físicos y químicos.
Cambios físicos
Se consideran cambios físicos aquellos procesos que no alteran la naturaleza de las sustancias implicadas. Indiquemos algunos ejemplos:
- Calentamiento. No cambia la naturaleza de las sustancias; solo varía su temperatura.
- Deformación. En este caso únicamente cambia la forma del objeto.
- Movimiento. Solo se modifica la posición de un cuerpo.
Cambios químicos
Se consideran cambios químicos aquellos procesos que sí alteran la naturaleza de las sustancias implicadas. Las sustancias que intervienen se transforman: se forman nuevas sustancias que no existían antes del cambio y desaparecen las que ya había. Por tanto, la aparición de sustancias nuevas —que no formaban parte del sistema material antes del proceso— es la característica fundamental de que se ha producido un cambio químico: el sistema cambia su composición. Son ejemplos de cambios químicos:
- Combustión. Cuando la madera arde, de ella y del oxígeno atmosférico inicial pasan a formarse cenizas, dióxido de carbono y vapor de agua.
- Síntesis. A partir de un hidrocarburo simple es posible obtener otras sustancias muy distintas, como los plásticos.
- Oxidación. Cuando un objeto de hierro se oxida se produce una transformación del metal en herrumbre: “desaparece el hierro” y “aparece el óxido”.
En ocasiones no es fácil detectar un proceso químico. Algunos hechos que pueden servir como indicativos de un cambio químico son:
- Cambios de color.
- Aparición de sustancias sólidas en el fondo del recipiente (precipitados).
- Desprendimiento de gases.
- Aumento o disminución de la temperatura.
3. Las reacciones químicas en nuestro entorno
La química nos rodea. Los materiales que utilizamos, las fibras con que nos vestimos, la conservación de los alimentos que consumimos, los productos cosméticos y de limpieza, los fármacos que ayudan a preservar nuestra salud, el funcionamiento de nuestro cuerpo: todo está directamente relacionado con los avances que esta ciencia ha experimentado a lo largo de los siglos. Tampoco debemos olvidar que las reacciones químicas tienen mucho que ver con el medio ambiente, puesto que la actividad humana ejerce un tremendo impacto sobre la naturaleza, del que comenzamos a tomar conciencia hace algunas décadas. Las reacciones químicas están en la base de la vida misma, y son el punto de partida del bienestar y del desarrollo social. Para comprender la gran cantidad de procesos químicos que suceden a nuestro alrededor, vamos a proponer algunos ejemplos.
A) La química de la vida
Los seres vivos basan su actividad vital en las reacciones químicas. Éstas constituyen la base del metabolismo de cualquier animal o planta, además de proveer el oxígeno que respiramos. Podemos decir sin temor a equivocarnos que somos pura química. Por citar un ejemplo fundamental entre los muchos que existen, consideremos la fotosíntesis, un proceso químico gracias al cual se regenera el oxígeno atmosférico. En realidad, la fotosíntesis es un complejo conjunto de reacciones químicas. Los ingredientes son: la luz, el agua, el dióxido de carbono y una molécula muy importante: la clorofila, propia de las plantas y las algas verdes.
Así ocurre: la clorofila absorbe parte de la radiación solar. De esta forma se obtiene la energía suficiente para la síntesis de moléculas más complejas. Se inicia entonces una serie de reacciones químicas encadenadas que conducen a la formación de glucosa y oxígeno. Con la formación de oxígeno se mantiene el equilibrio en la composición del aire que respiramos.
La fotosíntesis es de vital importancia porque consume dióxido de carbono y produce oxígeno. Por esta razón es imprescindible conservar las grandes masas forestales del planeta, ya que éstas, junto con las algas marinas, garantizan una atmósfera respirable. Otro ejemplo importante es la digestión, que consiste en un conjunto de procesos químicos mediante los cuales tiene lugar la transformación de los alimentos que ingerimos en nutrientes asimilables por el organismo.
B) Oxidación de los metales
Se trata de uno de los cambios químicos más evidentes de cuantos nos rodean. El protagonista es, en este caso, el oxígeno del aire. Un ejemplo es la ecuación que representa la oxidación del hierro:
4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3
El hierro reacciona con el oxígeno del aire y se forma óxido de hierro (III).
C) Los combustibles
Los combustibles son la fuente de energía en la que se basa la industria y el transporte. La combustión es una reacción rápida entre la sustancia combustible y el oxígeno del aire, con gran desprendimiento de calor. Como productos de la reacción se obtienen agua y dióxido de carbono.
D) La obtención del plástico
El plástico es un material multiusos imprescindible en nuestra sociedad tecnológica. Y lo más asombroso: se obtiene del petróleo. El petróleo es una mezcla de sustancias llamadas hidrocarburos, muy distintas en cuanto a densidad y propiedades. De él se separan, por métodos físicos como la destilación, distintas fracciones. La más ligera contiene compuestos importantísimos para la industria química de síntesis. Uno de estos compuestos es, por ejemplo, el eteno o etileno (C2H4). Al calentar este compuesto con oxígeno a altas presiones, las moléculas de etileno se unen entre sí, formando cadenas de millones de unidades. De esta manera se obtiene el polietileno, el plástico de los envases.
E) Las reacciones químicas y el medio ambiente
Las reacciones químicas y su uso para obtener productos y materiales han contribuido, sin duda, a mejorar en gran medida nuestra calidad de vida. Sin embargo, la contrapartida ha sido el deterioro del medio ambiente. La contaminación provocada por el vertido de compuestos químicos sintéticos al entorno, unida a la sobreexplotación de los recursos, ha puesto en riesgo la preservación de la naturaleza.
Efecto invernadero
La actividad del ser humano, el aumento de la población y la demanda energética en un mundo desarrollado han conducido a una serie de problemas medioambientales de ámbito global, es decir, que afectan a todo el planeta. Uno de los más estudiados es el efecto invernadero. Se denomina así el calentamiento de la superficie terrestre debido a la acumulación en la atmósfera de altas concentraciones de dióxido de carbono y otros gases como el metano y el vapor de agua. El efecto invernadero se debe a que estos gases absorben parte de la radiación solar que refleja la superficie de la Tierra. Esta radiación ya no se emite al espacio y la consecuencia es la elevación de la temperatura del planeta.
Un efecto invernadero moderado es necesario para mantener la vida en la Tierra, ya que, en caso contrario, la temperatura sería demasiado baja. El problema es que, debido al uso cada vez mayor de la combustión, la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera está aumentando continuamente y de manera muy rápida. La consecuencia puede ser un cambio climático, con desastrosas consecuencias medioambientales sobre un gran número de ecosistemas. Se estima que un aumento de tan solo 2 °C en la temperatura media ocasionaría el deshielo de los polos y un aumento de varios metros en el nivel del mar.
Aunque se trata de un problema de ámbito mundial, la solución pasa por actuaciones colectivas e individuales. Como ciudadanos responsables con el medio ambiente, podemos contribuir mediante:
- El ahorro energético y la mejora de la eficiencia en el consumo.
- La preservación de la vegetación natural (consumidora de dióxido de carbono).
- La elección de productos con mayor eficiencia energética y menor impacto ambiental.
