EQUILIBRIO DE ECUACIONES QUÍMICAS POR SIMPLE INSPECCIÓN, USANDO FRACCIONES
“Lo que se debe aprender a hacer se aprende haciéndolo”
Aristóteles
Una ecuación química es la representación simbólica de una reacción química, en la primera, deben aparecer todas las sustancias que intervienen en la segunda, diferenciando los reactivos de los productos, y mostrando las relaciones ponderales en que reaccionan y se forman, respectivamente. Así, la reacción de combustión del metano se representa mediante la ecuación:
CH4 + O2
CO2 + H2OEsta representación está incompleta, ya que, si bien muestra las sustancias implicadas, no indica en qué proporción cuantitativa reaccionan entre sí, es decir, no está ajustada (equilibrada o balanceada). La expresión final debería ser:
CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O
CO2 + 2 H2OLo anterior, nos indica que por cada molécula de metano se necesitan 2 moléculas de oxígeno para que tenga lugar la reacción y, además, que se forman 1 molécula de dióxido de carbono y 2 moléculas de agua.
La Ley de Conservación de la Masas de Lavoisier nos dice que en ambos miembros de la ecuación (reactivos y productos) debe haber el mismo número de átomos de cada uno de los elementos químicos participantes. Por lo tanto, para dar cumplimiento a la ley de Conservación de la Masa, debemos hacer el ajuste de las ecuaciones químicas.
Para ajustar ecuaciones químicas, existen diversos métodos (redox, ión electrón, algebraico, tanteo, matricial, etc); en este aparte trataremos el método del tanteo, simple inspección o ensayo y error, con el aditivo de que se utilizarán fracciones para agilizar el proceso. Cabe decir que, contrario a lo que se cree, el método del tanteo no se realiza de forma aleatoria y casual sino que debe poseer cierto carácter intuitivo que, junto con un poco de práctica, resulta bastante certero en el ajuste de muchas ecuaciones químicas sencillas.
Balancear por simple inspección, tanteo o ensayo y error las siguientes ecuaciones:
Ejemplo 1
KClO3 KCl + O2
KCl + O2Solución:
Para equilibrar la ecuación, solo se agregan coeficientes a las fórmulas que lo necesiten, pero no se cambian los subíndices. Primero se equilibran los metales y no metales, luego los hidrógenos y por último el oxígeno.
KClO3 KCl + O2
KCl + O2En la ecuación se aprecia que existe 1 átomo de potasio (KClO3) en los reactivos y 1 átomo de potasio (KCl) en los productos, por lo tanto, está equilibrado el potasio.
Para el cloro, tenemos 1 átomo en los reactivos (KClO3) y 1 átomo en los productos (KCl), quiere decir que está equilibrado el cloro.
En los reactivos tenemos 3 átomos de oxígeno (KClO3) y en los productos tenemos 2 átomos de oxígeno (O2), debemos equilibrar el oxígeno; como no existe un entero que multiplicado por 2 nos de cómo resultado 3, entonces utilizamos un fraccionario, para lo cual escribimos en el numerador el número que debemos obtener y en el denominador el subíndice del elemento a equilibrar.
KClO3 KCl + 3/2 O2
KCl + 3/2 O2Ahora, procedemos a multiplicar todos los coeficientes por el denominador a eliminar, en este caso 2.
(2 x) 1 KClO3 1 KCl + 3/2 O2
1 KCl + 3/2 O2Nos resulta
2 KClO3 2 KCl + 3 O2
2 KCl + 3 O2Al verificar, encontramos 2 átomos de potasio en los reactivos y en los productos, 2 átomos de cloro tanto en los reactivos como en los productos y 6 átomos de oxígeno en ambos lados de la ecuación. La ecuación se encuentra equilibrada.
Ejemplo 2
C4H10 + O2 CO2 + H2O
CO2 + H2OSolución:
En los reactivos observamos 4 carbonos (C4H10) y en los productos 1 carbono (CO2), por lo que debemos escribir un coeficiente al dióxido de carbono que al multiplicarse por 1 nos de 4
C4H10 + O2 4 CO2 + H2O
4 CO2 + H2OComo no hay más no metales ni metales, procedemos ahora con el hidrógeno. En los reactivos tenemos 10 hidrógenos (C4H10) y en los productos 2 hidrógenos (H2O), para equilibrar los hidrógenos debemos multiplicar por 5 el agua
C4H10 + O2 4 CO2 + 5 H2O
4 CO2 + 5 H2ONos falta por equilibrar el oxígeno. En los reactivos encontramos 2 oxígenos (O2) y en los productos hay 13 oxígenos que resultan de la operación 4x2 + 5x1 = 8 + 5 = 13 (4 CO2 + 5 H2O). Por lo tanto, en el oxígeno de los reactivos escribimos un coeficiente igual a 13/2
C4H10 + 13/2 O2 4 CO2 + 5 H2O
4 CO2 + 5 H2OAhora, procedemos a multiplicar todos los coeficientes por el denominador a eliminar, en este caso 2.
(2 x) C4H10 + 13/2 O2 4 CO2 + 5 H2O
4 CO2 + 5 H2OFinalmente nos queda
2 C4H10 + 13 O2 8 CO2 + 10 H2O
8 CO2 + 10 H2OVerificando, tenemos 8 carbonos en los reactivos (2 C4H10) y 8 carbonos en los productos (8 CO2); en los reactivos hay 20 hidrógenos (2 C4H10) igual que en los productos (10 H2O); se encuentran 26 oxígenos en los reactivos (13 O2) y 26 en los productos que resultan de la operación 8x2 + 10x1 = 16 + 10 = 26 (8 CO2 + 10 H2O).
La ecuación, está equilibrada.
Ejemplo 3
NO + O2 NO2
NO2Solución:
Tanto en reactivos (NO) como en productos (NO2) tenemos 1 átomo de nitrógeno; en los reactivos tenemos 3 oxígenos (NO + O2) y en los productos tenemos 2 (NO2).
Si observamos con atención la ecuación,
1 NO + O2 1 NO2
1 NO2Nos damos cuenta que hay 1 oxígeno definido en los reactivos (1 NO), por lo tanto, sólo nos faltaría 1 oxígeno para igualar los 2 que hay en los productos (1 NO2). Teniendo en cuenta lo anterior, al oxígeno libre que se encuentra en los reactivos (O2) le asignamos coeficiente ½
1 NO + ½ O2 1 NO2
1 NO2Ahora, procedemos a multiplicar todos los coeficientes por el denominador a eliminar, en este caso 2.
(2x) 1 NO + ½ O2 1 NO2
1 NO2Nos queda
2 NO + 1 O2 2 NO2
2 NO2Comprobando tenemos 2 átomos de nitrógeno en reactivos (2 NO) y en productos (2 NO2); 4 átomos de oxígeno en los reactivos que resultan de la operación 2x1 + 1x2 = 2 + 2 = 4 (2 NO + 1 O2), al igual que en los productos 2x2 = 4 (2 NO2).
Ejercicios propuestos
Al + O2 Al2O3
Al2O3N2O5 NO2 + O2
NO2 + O2H2S + O2 H2O + SO2
H2O + SO2Al + HCl AlCl3 + H2
AlCl3 + H2Ejercicios de mayor nivel
NH3 + O2 NO + H2O
NO + H2OFe2O3 + CO Fe + CO2
Fe + CO2|
Jairo Arciniegas V
Lic. Química y Biología UniCórdoba Montería - Colombia |
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Docente Institución Educativa "Luís Patrón Rosano" Tolú - Colombia |
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Desde la preconcepción hasta la postmuerte somos resultado de procesos químicos. |
