ECUACIÓN QUÍMICA
Es la representación gráfica o simbólica de una reacción química que muestra
las sustancias, elementos o compuestos que reaccionan (llamados reactantes o
reactivos) y los productos que se obtienen. La ecuación química
también nos muestra la cantidad de sustancias o elementos que intervienen en la
reacción, en sí es la manera de representarlas.
REACCIÓN QUÍMICA
Es también llamado cambio químico y se define como todo proceso
químico en el cual una o más sustancias sufren transformaciones químicas. Las
sustancias llamas reactantes se combina para formar
productos.
En la reacción química intervienen elementos y compuestos.
Un ejemplo de ello es el Cloruro de Sodio (NaCl) o comúnmente conocido como
'sal de mesa' o 'sal común'.
La diferencia entre una ecuación y una reacción química es simple: En la
ecuación es la representación simbólica lo cual utilizamos letras, símbolos y
números para representarla, mientras que en la reacción química es la forma
'practica' de la misma (Cuando se lleva a cabo).
BALANCEO DE UNA ECUACIÓN QUÍMICA
Balancear una ecuación significa que debe de existir una equivalencia entre el
número de los reactivos y el número de los productos en una ecuación. Lo
cual, existen distintos métodos, como los que veremos a continuación
Para que un balanceo sea correcto: 'La suma de la masa de las sustancias
reaccionantes debe ser igual a la suma de las
Masas de los productos'
Veremos 3 tipos debalanceo de ecuaciones químicas: Balanceo por TANTEO,
OXIDO-REDUCCIÓN (REDOX) Y MATEMATICO O ALGEBRAICO:
BALANCEO POR TANTEO
Para balancear por este o todos los demás métodos es necesario conocer la Ley
de la conservación de la materia, propuesta por Lavoisier en 1774. Dice lo
siguiente
'En una reacción química, la masa de los reactantes es igual a la masa de
los reactivos' por lo tanto 'La materia no se crea ni se destruye,
solo se transforma'
Como todo lleva un orden a seguir, éste método resulta más fácil si ordenamos a
los elementos de la siguiente manera:
Balancear primero
Metales y/o no metales
Oxígenos
Hidrógenos
De esta manera, nos resulta más fácil, ya que el mayor conflicto que se genera
durante el balanceo es causado principalmente por los oxígenos e hidrógenos.
Balancear por el método de tanteo consiste en colocar números grandes
denominados 'Coeficientes' a la derecha del compuesto o elemento del que se trate. De
manera que Tanteando, logremos una equivalencia o igualdad entre los reactivos
y los productos.
Ejemplo
Balancear la siguiente ecuación química:
Continuamos: sCuántos oxígenos hay en el primer miembro? Encontramos 4 porque 3
mas 1 es igual a 4
Y sCuántos en el segundo? Encontramos 6 porque el dos (situado a la izquierda del Fe) se multiplica por el subíndice encontrado a la derecha
del
paréntesis final y se multiplica 2*3 = 6
Por lo tanto en el segundo miembro hay 6 oxígenos.
Entonces colocamosun 3 del
lado izquierdo del
hidrógeno en el primer miembro para tener 6 oxígenos
Posteriormente, Vamos con los hidrógenos, en el primer miembro vemos que hay 6
hidrógenos y en el segundo igualmente 6.
Entonces concluimos de la siguiente manera
Por lo tanto, la ecuación está balanceada.
Ejemplo 2: Balancear por tanteo o simple inspección:
C2H2 + O2 → CO2 + H2O
La solución sería:
2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O
Ejemplo 3: Balancear por tanteo o simple inspección:
N2 + H2 → NH3
La solución sería:
BALANCEO POR EL MÉTODO DE ÓXIDO-REDUCCIÓN
Es también denominado 'Redox' y consiste en que un elemento se oxida
y (hablar de oxidación se refiere a que un elemento pierda electrones y su
valencia aumente) el otro se reduce (cuando el elemento gana electrones y su
valencia disminuye) para éste método se siguen los siguientes pasos o reglas:
1. Todos los elementos libres que no formen compuesto, tendrán valencia
cero
2. El hidrógeno tendrá valencia de +1 excepto en
hidruros con -1
3. El oxígeno tendrá valencia de 2- excepto en
los peróxidos con -1
4. Los alcalinos tienen en sus compuestos oxidación +1
5. Los alcalinotérreos tienen en sus compuestos
oxidación +2
6. Los alógenos tienen en sus compuestos con aluros oxidación -1
7. La suma de los números de oxidación de todos los átomos de un compuesto es igual a la carga de los compuestos
8. Si algún átomo se oxida su numero de oxidación aumenta y cuando un
átomo se reduce, su numerode oxidación disminuye
Ejemplo
Balancear la siguiente ecuación:
Si vemos la primera regla, esta nos dice que todos los elementos libres tendrán
valencia cero, entonces vemos la ecuación y localizamos a los elementos libres,
en este caso son el fierro y el hidrógeno, colocamos un cero como valencia.
Continuamos con las demás reglas y encontramos a los oxígenos e hidrógenos y
les asignamos la valencia que les corresponde, establecidas en las reglas
Para continuar, obtenemos la valencia de los elementos que nos sobran, en este
caso el azufre y el fierro:
Ubiquémonos en el azufre (S) del primer miembro en la ecuación
y posteriormente obtendremos la valencia del azufre. Quede claro que la del hidrógeno y la del oxígeno ya la
tenemos.
Para obtener la valencia
del azufre, simplemente (pon mucha atención
aquí) vamos a multiplicar la valencia
del oxígeno
por el número de oxígenos que hay. (En este caso hay 4
oxígenos) y hacemos lo mismo con el hidrógeno, multiplicamos su valencia por el
número de oxígenos que hay. Queda de la siguiente manera
Ya que tenemos los resultados, ahora verificamos que todo elemento químico es
eléctricamente neutro y lo comprobamos de la siguiente manera
Tenemos que llegar a cero. Buscamos cuanto falta de dos para
ocho. Entonces encontramos que faltan 6, este
número será colocado con signo positivo +
El 6 que acabamos de obtener es la valencia
del azufre en
el primer miembro.
Ubiquémonosen el fierro del segundo miembro en donde se
encuentra el compuesto
Localizamos al fierro. Para obtener su valencia
primero denominamos si es monovalente o divalente etc. Ya que vimos que es
divalente, necesitamos saber la valencia del radical sulfato, en este caso es
Para obtener la valencia del fierro, multiplicamos la valencia del radical (-2)
con el subíndice que se encuentre fuera del mismo
Después lo dividimos entre el número de fierros que hay en el compuesto (en
este caso hay dos fierros
Queda de la siguiente manera:
2 * 3 = 6 6/2 = 3
El tres que acabamos de obtener es la valencia del fierro.
Que nos quede claro, ya tenemos la valencia del fierro que es 3, ya tenemos la
valencia del oxígeno que es -2, ahora nos falta la valencia del azufre (S) lo
cual realizaremos algo similar con lo dicho con anterioridad
Multiplicamos la valencia del radical sulfato (-2) con el subíndice (3) y
después con el número de oxígenos que hay dentro del paréntesis (4).
Obtenemos un total de 24. Este número que resultó se
le llama valencia
parcial
Después continuamos con el fierro. Ahora ya que tenemos que la valencia del
fierro es 3 entonces multiplicamos la valencia por el numero de fierros
que hay (hay 2
Y nos da un resultado de 6.
Entonces
Tenemos 6 y tenemos -24, de 6 a 24 sCuánto falta?
Respuesta: +18
Ahora el 18 lo dividimos entre el número de azufres que hay: nos da un
total de 6 o sea +6.
Y de esta manera yaobtuvimos todas las valencias del compuesto químico:
Ahora, vamos a verificar cuál elemento se oxida y cual se reduce, para esto,
chequemos las valencias de los elementos, debemos verificar que en los dos
miembros estén iguales.
Si vemos al fierro en el primer miembro y luego lo vemos en
el segundo. Encontramos que sus valencias ya no son las mismas por tanto
el elemento se está oxidando porque aumenta su valencia de cero a 3
Ahora, si nos fijamos en el hidrógeno del primer miembro, se está reduciendo
con el hidrógeno del segundo miembro
Entonces la ecuación queda de la siguiente manera:
Ahora, para poder completar el balanceo, (atención) vamos a intercambiar los
números que se oxidaron o redujeron. Esto es el 3 y el 1.
El 3 lo colocaremos en el lugar del
1 y el 1 en el lugar del
3
Estos números resultantes se colocan de lado izquierdo de los elementos que se
oxidaron o redujeron.
El número 1 (que por lo general no se escribe) se coloca de lado izquierdo del
fierro en los dos miembros.
El número 3 se coloca de lado izquierdo del
hidrógeno en los dos miembros quedando de la siguiente forma
Entonces de esta manera podemos deducir que la ecuación está balanceada, pero,
no es así, uno de los pasos para terminarla es: 'Una vez obtenidos los
números de la ecuación, se completará con método de tanteo'.
Verificamos si así está balanceada
1= Fe =2
3= S =3
12= O =12
6= H =6
Con este insignificante 2 que acabos deencontrar en el fierro del segundo miembro LA ECUACIÓN NO ESTÁ
BALANCEADA aunque los demás átomos lo estén.
Completamos por tanteo
En el primer miembro (Fe) hay 1 átomo, en el segundo 2, entonces colocamos un 2 en el primer miembro yA…
YA ESTÁ BALANCEADA.
Con esto finalizamos el método de REDOX.
Otro Ejemplos
Las reacciones redox se dan cuando en una reacción, las valencias de los
elementos de los productos difieren con las valencias de los mismos elementos
en los reactivos. Por ej:
C + 2H2SO4 -> CO2 + 2SO2 + 2H2O
Todos los elementos que se encuentren solos (incluyendo los gases diatónicos:
Cl2, H2, Br2, etc), tienen valencia
0 (cero), para los demás las valencias
son las comunes. Ahora, miremos el CO2: el oxigeno tiene valencia de -2, por lo
tanto, si hay 2 oxígenos, la valencia
del carbono deberá ser 4 (-2*2= -4 +4= 0)
Recordá que la suma de las valencias
de las sustancias tienen que sumar cero. Luego tenemos el azufre, que con el
ácido sulfúrico tiene una valencia
de 6, la del hidrógeno es de 1 y la del oxígeno de -2 (esto
se debe a: (2*1= 2) + (-2*4= -8) + 6= 0 (2-8+6=0), y en el SO2, es de 4 (por la
misma razón que con el CO2).
Ahora yo podemos definir qué elemento es el agente reductor (se oxida, o
aumenta el valor de su valencia) y cuál es el agente oxidante (se reduce o
disminuye el valor de su valencia): el Carbono es el A.R. (ya que pasa de tener
valencia 0 a 4, aumenta) y el A.O. es el Azufre (pasa de 6 a 4,disminuyó el valor de su valencia).
Ojalá te sirva, no te puedo explicar mucho más, es muy exhaustivo
BALANCEO POR EL MÉTODO ALGEBRAICO/MATEMATICO
Se siguen los siguientes pasos
Escribir sobre cada molécula una literal, siguiendo el orden alfabético.
Enlistar verticalmente los átomos que participan en la reacción
A la derecha del
símbolo de cada elemento que participa se escribe el número de veces que el
elemento se encentra en cada molécula identificada por letra.
Si de un lado de la reacción un elemento se encuentra en mas de una molécula,
se suman y se escribe cuantas veces está presente en una molécula
Se cambia la flecha por un signo igual =
Se enlistan las letras que representan las moléculas y a la letra más frecuente
se le asigna el valor de uno
Los valores de las letras se obtienen por operaciones algebraicas
Ejemplo:1
Balancear la siguiente ecuación:
Aplicamos el segundo paso:
Ca
C
O
H
Continuamos con el tercer paso:
Ca: (Ca está en 'a' del primer miembro y en 'c' en el
segundo por lo tanto) a=c
C: (C está 2 veces en 'a' y 2 veces en 'd' por lo tanto) 2a
= 2d
O: (O está en 'b' y 2 veces en 'c' por lo tanto) b = 2c
H: (H está 2 veces en 'b', 2 en 'c' y 2 veces en
'd' por lo tanto) 2b = 2c + 2d
Le asignaremos el valor de '1' a C
El 1 no se escribe pero si notamos la literal 'b' son dos literales
'b' por lo tanto el valor que se ha Obtenido es el mismo y solo se
anota en lugar correspondiente.