quimica

• Método de balanceo de reacción química 

1- Representación de las reacciones químicas

Las reacciones químicas se representan con ecuaciones químicas, las cuales relacionan las cantidades relativas de reactantes (sustancias que reaccionan) con los productos (sustancias que se generan).
 

Los elementos y compuestos que participan en una reacción química se representan por sus símbolos y fórmulas químicas respectivamente. Además, se agrega el estado físico de los reactantes y productos: sólido (s), líquido(l) y gaseoso (g). Para las sustancias disueltas en agua se utiliza las abreviaturas “ac” o “aq”.
 

Analicemos la ecuación química que representa lo que sucede cuando se enciende una cinta de magnesio (Mg) en presencia de aire.

La flecha (→) que separa los reactantes de los productos indica el sentido en que se desarrolla la reacción. En este caso la flecha tiene un solo sentido; por tanto, indica que la reacción es irreversible.

2- Balanceo de una reacción química

En una ecuación química, el número de átomos de cada elemento en los reactantes debe ser igual al número de átomos de cada elemento en los productos. A  este tipo de ecuación se le conoce como ecuación química equilibrada.

Si se presenta el caso de que el número de átomos no es igual, la ecuación se debe equilibrar o balancear.

Para balancear una ecuación química podemos usar los siguientes métodos:

- Método de tanteo

- Método algebraico

1.1- Método de tanteo

Para balancear utilizando este método, debemos anteponer números enteros  (coeficientes estequiométrico) que permitan la mínima igualdad de átomos en reactantes y en productos.

Ejemplo1:

CH_4(g) + O_2(g) → CO_2(g) + H₂O_(l)

Paso 1- Determina la cantidad de átomos de cada elemento presente tanto en los reactantes como en los productos. Lo que debes hacer es sumar los átomos del elemento presentes en cada caso para encontrar su número total. Entonces, tenemos:

Como los átomos de los elementos no son iguales en los reactantes ni en los productos, hay que balancear la ecuación.

Paso 2- Realiza el balanceo de la ecuación.

Para ello, te sugerimos tomar como referencia la sustancia que tiene mayor número de átomos y, según ella, asignar los coeficientes. En este caso es el CH₄: 1 átomo de carbono y 4 de hidrógeno = 5 átomos en total. Como el coeficiente de esta molécula es 1, se considera 1 el coeficiente de la molécula que contenga carbono en los productos, es decir, el CO₂.

Entonces, quedaría así: CH₄ + O₂ → 1CO₂ + H₂O.

Paso 3- Completa el balanceo.

Sigue con el segundo elemento en la molécula de CH₄, el hidrógeno. Como tiene 4 átomos, se debe igualar en cantidad en los productos; en este caso, con el H₂O. Si le anteponemos un 2 a la molécula de agua se igualarían los hidrógenos: CH₄ + O₂ → 1CO₂ + 2H₂O.

Paso 4- Revisa los coeficientes en los productos para completar los elementos que falten.

En este caso, no están igualados los oxígenos. Si sumas los átomos de oxígeno que hay en los productos son 4, y en los reactantes solo hay 2.

Por ende, debes colocar un coeficiente antes del O₂ : 1CH₄ + 2O₂ → 1CO₂ + 2H₂O.

Paso 5- Comprueba que los coeficientes asignados sean correctos y balanceen la ecuación.

Finalmente, podemos decir que los coeficientes estequiométricos de la ecuación son 1, 2, 1 y 2, con los que obtenemos 1 átomo de carbono, 4 de hidrógeno y 4 de oxígeno tanto en los reactantes como en los productos.

Ejemplo2:

K Cl O₃ →  K Cl  + O₂

  Podemos ver que la reacción no tiene los mismos 

átomos de O, por lo que debemos balancear la 

ecuación.

- Para resolver la ecuación multiplicamos por 2 al lado de los reactantes y por 3 el  oxígeno en el lado de los productos.

Quedaría así:  2K Cl O_{3  →} K Cl  + 3O₂

Ahora tenemos el problema que los átomos de K y Cl quedan desbalanceadas por lo que deberemos multiplicar por 2 al lado de los productos.

Quedaría así:

2K Cl O₃ → 2 K Cl  + 3O₂

Elemento	Reactante	Producto
K	2 • 1 = 2	2 • 1 = 2
Cl	2 • 1 = 2	2 • 1 = 2
O	2 • 3 = 6	3 • 2 = 6

También denominado método de coeficientes indeterminados, se lo emplea para balancear ecuaciones algo complicadas y se vale de procedimientos matemáticos de ajuste que tienen siempre como referencia la Ley de la conservación de la masa.

Recuerda que una ecuación química , es una igualdad del tipo:

A + B → C + D

Donde A y B representan las fórmulas ( o símbolos) de los reactantes, en tanto C y D corresponden a las de los productos.

Ejercicio resuelto:

C₆H₆ + O₂ → CO₂ + H₂O

Para equilibrar esta ecuación necesitamos colocar ciertos números o coeficientes, delante de cada fórmula, de tal manera que el número de átomos de los reactantes y de los productos queden igualados; como no se conocen estos coeficientes, los reemplazamos por letras (a, b, c, d, etc.) quedando la ecuación:

aC₆H₆ + bO₂ → cCO₂ +d H₂O

1°- Los átomos de carbono en el reactante son:6a

      Los átomos de carbono en el producto son c, es decir:  6a=c

2°Los átomos del oxígeno son: 

Reactante: 2b

Producto: 2c +d

Luego: 2b = 2c + d

3° Los átomos de hidrógeno son:

Reactante: 6a

Producto: 2d

Luego: 6a = 2d

De aquí se desprende que: d= 3a

4° Reemplazando en la ecuación del paso 2 el valor de c  de la ecuación del paso 1(  6a=c) se tiene:

2b = 2 (6a) + d

2b = 12a + d

Pero sabemos también que d es igual a 3a, por lo que nos queda:

2b = 12a + 3a

2b  = 15a

5° Ahora asigna un valor arbitrario a una de las incógnitas y resuelve el resto de las ecuaciones.

Por ejemplo, a sería igual a 1.

- Reemplazamos el valor de a en la ecuación del paso 1 y queda:

c= 6

- Reemplazamos el valor a en la ecuación del paso 4 y finalmente queda:

 2b = 15 (1)

b = 15 / 2

6°Ahora podemos rremplazar los valores en la ecuación inicial:

aC₆H₆ + bO₂ → cCO₂ + d H₂O

Quedaría:

1C₆H₆ + 15/2 O₂ → 6CO₂ + 3 H₂O

- Como es preferible que los coeficientes sean números enteros, elimina los denominadores mutiplicando (amplificando) por 2 todos los valores (a, b, c, d):

2C₆H₆ + 15O₂ → 12CO₂ + 6 H₂O