Las ecuaciones químicas son reacciones químicas balanceadas a partir de las cuales se pueden hacer todo tipo de cálculos estequiométricos.
Por ejemplo, se puede calcular la cantidad de reactivo necesario para obtener una cantidad de producto dado. Además, se puede determinar un reactivo límite y el rendimiento de una reacción.
No obstante, el primer paso para obtener una ecuación química, es balancear la reacción involucrada. En otras palabras, imagina que te dicen que el hidrógeno se combina con oxígeno para formar agua. Esto describe una reacción química, donde se establece que hidrógeno y oxígeno son los reactivos, mientras el agua es el producto.
H2 + O2 → H2O
Pero sólo si se determinan las cantidades relativas entre estas 3 sustancias, se tendrá una ecuación química.
2H2 + O2 → 2H2O
Esta expresión deja claro, que se necesitan 2 moles de hidrógeno y un mol de oxígeno, para obtener 2 moles de agua.
Balanceo de ecuaciones químicas
Balancear una ecuación química, es determinar las cantidades relativas, de las sustancias que participan en una reacción, para que cumpla la ley de conservación de la materia. Ley enunciada por el químico francés Antoine Lavoisier.
Un método de balanceo consiste en anteponer el coeficiente apropiado a cada sustancia que participa en una reacción, para alcanzar la igualdad de átomos. Por ejemplo, en la ecuación:
4FeS + 7O2 → 2Fe2O3 + 4SO2
Los coeficientes 4, 7, 2 y 4 indican que, 4 moléculas de FeS, reaccionan con 7 de oxígeno, para formar 2 moléculas de Fe2O3 y 4 de SO4. Además, en el lado izquierdo de la reacción (en los reactivos), hay 4 átomos de Fe, 4 átomos de S y 14 átomos de oxígeno. Igual que en el lado derecho (en los productos).
¿Cómo se cuentan los átomos?
Un coeficiente multiplica a todos lo átomos de una fórmula. En el ejemplo anterior, al escribir 4FeS, 4 multiplica al hierro (Fe) y al azufre (S), en consecuencia, hay 4 átomos de Fe y 4 de S. En un compuesto como 2Fe2O3, se multiplica el coeficiente 2 por el subíndice del hierro que es 2 y, por tanto, hay 4 átomos de hierro. Del mismo modo, se multiplica el coeficiente 2 por el subíndice del oxígeno que es 3, para totalizar 6 átomos de oxígeno. En la misma línea, al escribir 4SO2, se entiende que hay 4 átomos de azufre y 8 de oxígeno.
Métodos de balanceo de ecuaciones
Entre los métodos de balanceo de ecuaciones están, el método de tanteo o ensayo y error, y el método de oxido reducción.
Balanceo de ecuaciones químicas por tanteo
El método de tanteo da a entender que, los coeficientes necesarios para balancear una ecuación, se colocan por ensayo y error. Es decir, que se prueban diferentes números hasta lograr que la ecuación quede balanceada. Sin embargo, existen algunas recomendaciones que pueden facilitar el proceso y hacerlo más eficiente.
Se recomienda. Por ejemplo, balancear primero los metales y, a continuación, los no metales diferentes del oxígeno y del hidrógeno. Al final se balancean estos elementos. También, se recomienda usar coeficientes fraccionarios, aunque se deben hacer ajustes para obtener, al final, coeficientes enteros.
10 ejemplos de ecuaciones químicas balanceadas por tanteo
Tiempo del video en que se explica cada ejercicio
| 00:36 | Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 |
| 02:17 | Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 |
| 03:50 | 2C7H6O2 + 15O2 → 14CO2 + 6H2O |
| 08:08 | 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 |
| 11:33 | 2KClO3 → 2KCl + 3O2 |
| 13:43 | Na2CO3 + Ba(OH)2 → 2NaOH + BaCO3 |
| 15:45 | 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O |
| 19:36 | Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O |
| 21:27 | 4HCl + MnO2 → Cl2 + MnCl2 + 2H2O |
| 23:17 | 2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O |
Balanceo de ecuaciones químicas por óxido reducción
Una reacción de oxido-reducción es aquella en la que hay transferencia de electrones de un átomo a otro de diferente elemento. Consta de un proceso de oxidación y otro de reducción dependientes entre sí.
La oxidación es la pérdida de electrones por parte de un átomo. Esto lleva a un aumento de su estado de oxidación. En contraste, la reducción es la ganancia de electrones, que lleva a la disminución del estado de oxidación del átomo. Es importante tener en cuenta que, el total de electrones perdidos por la entidad que se oxida, es igual a la cantidad de electrones ganados por la especie que se reduce.
En el ejemplo, el estado de oxidación del hierro pasa de cero a +3 y el del cloro para de cero a -1. Como el hierro aumentó su estado de oxidación, se dice que se oxidó. El cloro disminuyó su número de oxidación, por lo tanto, se redujo. (figura 2).
Además, entre los 2 átomos de hierro, perdieron 6 electrones que, equivalen a los 6 electrones ganados por los 6 átomos de cloro. El balanceo de la transferencia de electrones se muestra en la figura 3.
¿Cómo balancear una ecuación química por oxido-reducción?
Para balancear una ecuación química por oxido-reducción se siguen los siguientes pasos:
- Escribir la reacción.
- Asignar números de oxidación a los elementos.
- Escribir una ecuación para el elemento que se reduce y otra para el que se oxida, determinando los cambios en los números de oxidación.
- Ajustar los coeficientes para igualar la cantidad de electrones ganados con la cantidad de electrones perdidos.
- Pasar dichos coeficientes a la reacción y completar el balanceo por tanteo.
Ejemplos
Contenido está aún en construcción