Tipos de reacciones químicas y su impacto ambiental

Esta lección es parte de Temario de Química de Décimo año Lección 12 de 14

Por Andrea del Carmen actualizado el 27 de octubre de 2026 11 min de lectura

Un clavo que se oxida, una pastilla antiácida que calma la acidez, la llama azul de una cocina de gas y la lluvia ácida son reacciones químicas. Clasificarlas ayuda a predecir qué productos se van a formar y a entender por qué algunas reacciones cotidianas dañan el aire que respiramos.

En esta lección vas a reconocer los tipos de reacciones que pide el programa del MEP —combinación, descomposición, desplazamiento, doble desplazamiento, neutralización, precipitación, oxidación-reducción, endotérmicas y exotérmicas— y a analizar las reacciones que contaminan, con datos de la EPA, la OMS y el IMN.

Idea clave

Una reacción química es un proceso en el que unas sustancias (los reactivos) se transforman en otras distintas (los productos) porque sus átomos se reorganizan. Las reacciones se clasifican según cómo se reorganizan los átomos (combinación, descomposición, desplazamiento, doble desplazamiento), según qué se transfiere (iones H⁺ en la neutralización, electrones en la oxidación-reducción) o según la energía (endotérmicas y exotérmicas). Una misma reacción puede pertenecer a varios tipos.

Combinación y descomposición#

En una reacción de combinación (o síntesis), dos o más sustancias forman una sola: A + B → AB. En una de descomposición, una sustancia se separa en dos o más: AB → A + B; casi siempre hace falta calor, electricidad o luz.

Combinación: 2 Mg + O₂ → 2 MgO (la cinta de magnesio arde con una luz blanca intensa).
Combinación: CaO + H₂O → Ca(OH)₂ (la cal viva se convierte en cal apagada y se calienta).
Descomposición: CaCO₃ → CaO + CO₂, con calor (Δ). Así se obtiene la cal a partir de la piedra caliza, y se libera dióxido de carbono.
Descomposición: 2 H₂O₂ → 2 H₂O + O₂ (las burbujas del agua oxigenada son oxígeno).

Desplazamiento y doble desplazamiento#

En el desplazamiento (o sustitución simple), un elemento reemplaza a otro en un compuesto: A + BC → AC + B. Un metal más activo desplaza a uno menos activo o al hidrógeno de un ácido.

Zn + 2 HCl → ZnCl₂ + H₂↑ (el zinc desplaza al hidrógeno, que sale como gas).
Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu (un clavo de hierro sumergido en una disolución azul de sulfato de cobre(II) se recubre de cobre rojizo).

En el doble desplazamiento, dos compuestos intercambian sus iones: AB + CD → AD + CB. Ocurre en disolución acuosa y suele producir un sólido, un gas o agua.

Fórmula

AgNO₃(ac) + NaCl(ac) → AgCl(s)↓ + NaNO₃(ac)

Los iones Ag⁺ y Cl⁻ se unen y forman cloruro de plata, un sólido blanco que no se disuelve.

Neutralización y precipitación#

La neutralización (o reacción ácido-base) es un doble desplazamiento entre un ácido y una base (un hidróxido) que produce una sal y agua: el H⁺ del ácido y el OH⁻ de la base forman H₂O.

HCl + NaOH → NaCl + H₂O
Mg(OH)₂ + 2 HCl → MgCl₂ + 2 H₂O (un antiácido de hidróxido de magnesio neutraliza parte del ácido clorhídrico del estómago).

La precipitación es una reacción en la que se forma un precipitado, un sólido insoluble que enturbia la mezcla y se deposita en el fondo. Muchas son dobles desplazamientos, como la del cloruro de plata. Otro ejemplo clásico es la prueba del agua de cal: al soplar con una pajilla en agua de cal, el CO₂ del aliento la enturbia.

Fórmula

Ca(OH)₂(ac) + CO₂(g) → CaCO₃(s)↓ + H₂O(l)

El carbonato de calcio que se forma es el sólido blanco que enturbia el agua de cal.

Ejemplo. Balancea y clasifica: BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄ + NaCl.

Solución. Los compuestos intercambian iones, así que es un doble desplazamiento; el sulfato de bario es insoluble, así que también es una precipitación. A la izquierda hay 2 Na y 2 Cl; se pone 2 NaCl: BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2 NaCl. Comprobación: Ba 1 = 1; Cl 2 = 2; Na 2 = 2; S 1 = 1; O 4 = 4.

Oxidación-reducción (redox)#

En una reacción redox, unos átomos pierden electrones y otros los ganan. La oxidación es la pérdida de electrones: el número de oxidación aumenta. La reducción es la ganancia de electrones: el número de oxidación disminuye. Las dos ocurren siempre juntas. La sustancia que se oxida es el agente reductor y la que se reduce, el agente oxidante.

Ejemplo. En 2 Mg + O₂ → 2 MgO, ¿qué se oxida y qué se reduce?

Solución. Los elementos sin combinar tienen número de oxidación 0. En el MgO, el magnesio tiene +2 y el oxígeno −2. El magnesio pasa de 0 a +2: pierde 2 electrones y se oxida (es el reductor). El oxígeno pasa de 0 a −2: gana 2 electrones y se reduce (es el oxidante). Cada molécula de O₂ recibe 2 · 2 = 4 electrones, los que ceden los 2 átomos de magnesio.

Son redox todas las combustiones, la corrosión de los metales (en forma simplificada, 4 Fe + 3 O₂ → 2 Fe₂O₃), la respiración celular, la fotosíntesis y las baterías. El desplazamiento del cobre por el hierro también lo es: el hierro pasa de 0 a +2 y el cobre, de +2 a 0.

Reacciones endotérmicas y exotérmicas#

Toda reacción rompe enlaces, lo que exige energía, y forma enlaces nuevos, lo que la libera. Si se libera más energía de la que se absorbe, la reacción es exotérmica y calienta el entorno. Si se absorbe más, es endotérmica: toma energía del entorno, en forma de calor o de luz, y si no hay una fuente que se la dé, enfría lo que la rodea.

Reacción	Tipo	Por qué
CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O	Exotérmica	Según el NIST, la combustión de 1 mol de metano libera unos 890 kJ
CaO + H₂O → Ca(OH)₂	Exotérmica	La mezcla se calienta al apagar la cal
CaCO₃ → CaO + CO₂	Endotérmica	Solo ocurre mientras se calienta la piedra caliza
6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂	Endotérmica	La fotosíntesis usa la energía de la luz

Ejemplo. ¿Cuánta energía libera, aproximadamente, la combustión completa de 3 mol de metano?

Solución. Si 1 mol libera unos 890 kJ, 3 mol liberan 3 · 890 = 2670 kJ. Por eso la reacción se clasifica como exotérmica: la energía sale hacia el entorno, y es la que se aprovecha para cocinar o calentar.

Reacciones que contaminan el aire#

La combustión y el dióxido de carbono#

Cuando un combustible fósil (gasolina, diésel, gas, carbón) se quema por completo, su carbono se convierte en CO₂. La EPA de Estados Unidos (página actualizada el 29 de diciembre de 2025) explica que el CO₂ es un gas de efecto invernadero que entra a la atmósfera por la quema de combustibles fósiles (carbón, gas natural y petróleo), de residuos sólidos y de árboles y otros materiales biológicos, y también por ciertas reacciones químicas, como las de la producción de cemento (en ella se calcina piedra caliza, como en la descomposición del CaCO₃ de arriba). En Costa Rica, según el Inventario Nacional de Gases de Efecto Invernadero 1990-2021 del IMN (publicado en 2024), en 2021 el 89,6 % del CO₂ emitido (sin contar el uso de la tierra y los bosques) vino del sector energía, y el transporte generó el 75,0 % de las emisiones de ese sector.

La combustión incompleta y el monóxido de carbono#

Si el oxígeno no alcanza, la combustión es incompleta y se forma monóxido de carbono, por ejemplo: 2 CH₄ + 3 O₂ → 2 CO + 4 H₂O. La OMS (nota del 24 de octubre de 2024) lo describe como un gas tóxico, incoloro, inodoro e insípido que se produce por la combustión incompleta de combustibles carbonados. Por no tener olor, no se nota cuando se acumula en un lugar cerrado.

Los óxidos de azufre y de nitrógeno y la lluvia ácida#

Los combustibles fósiles contienen algo de azufre, que al quemarse forma dióxido de azufre (S + O₂ → SO₂), y el calor de los motores hace que el nitrógeno y el oxígeno del aire formen óxidos de nitrógeno. Según la EPA (página actualizada el 13 de febrero de 2026), el SO₂ y los NO_x reaccionan con el agua, el oxígeno y otras sustancias de la atmósfera y forman ácido sulfúrico y ácido nítrico. Una forma simplificada de esas reacciones es:

2 SO₂ + O₂ → 2 SO₃ (combinación y redox)
SO₃ + H₂O → H₂SO₄ (combinación)
4 NO₂ + O₂ + 2 H₂O → 4 HNO₃ (combinación y redox)

La EPA indica que la lluvia normal tiene un pH de alrededor de 5,6, porque el CO₂ se disuelve en ella y forma ácido carbónico, un ácido débil, mientras que la lluvia ácida suele tener un pH entre 4,2 y 4,4 (cuanto más bajo el pH, más ácida). En su página sobre los efectos (actualizada el 19 de febrero de 2026), la EPA señala que la lluvia ácida quita nutrientes al suelo, daña los árboles, afecta a los peces de lagos y ríos, corroe los metales y deteriora la pintura y la piedra. Con la piedra caliza ocurre una reacción como esta: CaCO₃ + H₂SO₄ → CaSO₄ + H₂O + CO₂.

La salud también se ve afectada. Según la OMS, se estima que en 2019 la contaminación del aire exterior provocó en todo el mundo 4,2 millones de muertes prematuras; entre los contaminantes que describe están el dióxido de azufre, que se genera al quemar carbón y petróleo, y el dióxido de nitrógeno, que se libera con la combustión en el transporte y la industria.

Lo que puedes compartir en tu casa y tu comunidad#

El programa pide llevar estos conocimientos a la familia y la comunidad. Algunas ideas que se desprenden de las reacciones de esta lección:

Ventilar la cocina cuando se usa gas o leña, y nunca usar un brasero o un motor encendido en un cuarto cerrado: en esas condiciones la combustión es incompleta y se forma monóxido de carbono.
Caminar, ir en bicicleta, usar el transporte público o compartir viajes: menos combustible quemado significa menos CO₂, menos óxidos de nitrógeno y menos monóxido de carbono.
No quemar basura: es una combustión sin control que lanza al aire humo y gases contaminantes.
Usar con cuidado los productos de limpieza: mezclar sustancias sin saber qué reacción ocurre puede producir gases peligrosos.

Ponte a prueba#

¿Qué tipo de reacción es 2 KClO₃ → 2 KCl + 3 O₂ y está balanceada?#

Es una descomposición, porque una sola sustancia, el clorato de potasio, se separa en dos. También es redox: el oxígeno pasa de −2 a 0 y el cloro de +5 a −1. Está balanceada: potasio 2 = 2, cloro 2 = 2 y oxígeno 2 · 3 = 6 a la izquierda y 3 · 2 = 6 a la derecha. Necesita calor para ocurrir.

¿Cómo se balancea la neutralización del ácido sulfúrico con hidróxido de potasio?#

Los productos son una sal, el sulfato de potasio, y agua. Como el H₂SO₄ aporta dos H⁺, hacen falta dos KOH, y se forman dos moléculas de agua: H₂SO₄ + 2 KOH → K₂SO₄ + 2 H₂O. Comprobación: H 2 + 2 = 4 = 2 · 2; K 2 = 2; S 1 = 1; O 4 + 2 = 6 = 4 + 2.

¿Qué se oxida y qué se reduce en la reacción Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu?#

El zinc empieza sin combinar, con número de oxidación 0, y termina como Zn²⁺ en el sulfato de zinc: pierde 2 electrones y se oxida, así que es el agente reductor. El cobre empieza como Cu²⁺ y termina como cobre metálico, con 0: gana 2 electrones y se reduce, así que el ion cobre(II) es el agente oxidante. También es un desplazamiento.

¿Por qué la lluvia normal es un poco ácida y por qué la lluvia ácida lo es más?#

Según la EPA, la lluvia normal tiene un pH de alrededor de 5,6 porque el dióxido de carbono del aire se disuelve en ella y forma ácido carbónico, que es débil. La lluvia ácida, con un pH que suele estar entre 4,2 y 4,4, contiene además ácido sulfúrico y ácido nítrico, que se forman cuando el SO₂ y los óxidos de nitrógeno de la quema de combustibles fósiles reaccionan con el agua y el oxígeno de la atmósfera.

¿Por qué es peligrosa la combustión incompleta del gas en una cocina sin ventilación?#

Porque con poco oxígeno el carbono del combustible no llega a CO₂ y se queda como monóxido de carbono, por ejemplo en 2 CH₄ + 3 O₂ → 2 CO + 4 H₂O. La OMS lo describe como un gas tóxico, incoloro, inodoro e insípido, así que una persona puede respirarlo sin darse cuenta. Ventilar el lugar asegura que llegue suficiente oxígeno y que el gas no se acumule.