QUIMICA: BALANCEO DE ECUACIONES

BALANCEO DE ECUACIONES

Con base en nuestros conocimientos sobre el balanceo de ecuaciones ya previamente aprendidos, en un programa online (Balancing Chemical Equiations) el cual nos ayuda a poner en practica balanceo de ecuaciones, vamos a realizar practicas sobre lo aprendido, estas practicas se realizaran en dicho programa, ya que este nos da diferentes ecuaciones las cuales tenemos que balancear, poniendo así a prueba nuestros conocimientos sobre el tema.

OBJETIVOS

Poner en practica balanceo por tanteo o por oxido-reducción.
Reconocer el numero de oxidación de cada elemento.
Poner en practica las normas para balancear ya sea por tanteo o por oxido-reducción.
Realizar correctamente el conteo de átomos.

MARCO TEÓRICO

REACCIÓN Y ECUACIÓN QUÍMICA

Una reacción química es el proceso en el cual una sustancia (o sustancias) cambia para formar una o más sustancias nuevas, es decir es un proceso de cambio de unos reactivos iniciales a unos productos finales

Las reacciones químicas se representan mediante ecuaciones químicas. Por ejemplo el carbono (C) podría reaccionar con oxígeno gaseoso (O2) para formar dióxido de carbono (CO2). La ecuación química para esta reacción se escribe:

C + O2 = CO2

El '+' se lee como “reacciona con” y la flecha significa “produce”. Las fórmulas químicas a la izquierda de la flecha representan las sustancias de partida denominadas reactivos. A la derecha de la flecha están las formulas químicas de las sustancias producidas denominadas productos de la reacción. Los números al lado de las formulas son los coeficientes (el coeficiente 1 se omite).

En la reacción anterior el C y el O2 son los reactivos, el CO2 el producto.

La reacción de formación del agua se escribe:

2H2 + O2 = 2H2O

Podemos notar que en la reacción anterior (formación del agua), el numero de átomos de cada elemento a cada lado de la ecuación es el mismo:

Según la ley de la conservación de la masa los átomos ni se crean, ni se destruyen, durante una reacción química. Por lo tanto una ecuación química ha de tener el mismo número de átomos de cada elemento a ambos lados de la flecha. Se dice entonces que la ecuación está balanceada.

BALANCEO POR TANTEO

Este método es de gran utilidad para balancear ecuaciones sencillas en donde la reacción no es demasiado extensa. De esta manera se puede realizar una inspección de cuantos átomos se encuentran en un lado y cuantos hacen falta para que halla una igualdad al otro lado de la ecuación. Para balancear una ecuación en todos lo métodos es utilizando el coeficiente estequiométrico, mas no alterando los sub-índices.

Ejemplos:

Al + Cl2 –> AlCl3

En los reactivos hay dos cloros y en los productos se encuentran tres cloros, por lo tanto hay un cloro adicional en los productos para arreglar esto se hace lo siguiente:

Al + Cl2 –> 2AlCl3

El dos que se encontraba como subíndice del cloro se pone como coeficiente estequiométrico en el producto. Pero ahora hay seis átomos de cloro (2×3) y dos átomos de aluminio, este problema se resuelve así:

2Al + 3Cl2 –> 2AlCl3

Ahora sí se encuentra balancea la ecuación, porque en los reactivos hay dos átomos de aluminio y seis átomos de cloro. Y en el producto hay dos átomos de aluminio y seis de cloro.

Para balancear correctamente, se deben seguir los siguientes pasos:

Primero debemos de balancear los elementos metálicos. Debemos de tener en cuenta el que ambos elementos queden con la misma cantidad de coeficientes.
Proseguimos con los elementos no metales.
Luego, balanceamos los hidrógenos.
Balanceamos los oxígenos.
Y por último, verificamos que toda la ecuación este balanceada.

Debemos de tener en cuenta que para balancear cada elemento, debemos de mirar el numero de coeficiente tanto en los reactivos como en los productos, para que así nos quede correctamente balanceado.

OXIDO-REDUCCIÓN O REDOX

Esté método se basa en analizar por separado dos reacciones que son las reacciones de oxidación y la reacciones de reducción, las cuales se balancean y una vez estén balanceadas se suman con el fin de obtener la ecuación final balanceada, para lograr balancear por este método se deben de llevar a cabo los siguientes pasos:

Escriba la ecuación que hay que balancear.
Escriba los Estados de Oxidación de cada elemento de la reacción.
Escriba los elementos que cambian de estado de oxidación mostrando su estado de oxidación antes y después de la reacción.
Se determina el elemento que gana electrones en la reacción y luego se escribe una reacción química con el elemento en cuestión, esta seria la semi-reacción de reducción.
Se determina el elemento que pierde electrones en la reacción y luego se escribe una reacción química con el elemento en cuestión, esta seria la semi-reacción de oxidación.
Balancee la semi-reacción de reducción.
Balancee la semi-reacción de oxidación.
Balancee las cargas en las semi-reacciones de oxidación y reducción.
Todas las especies químicas que hay en la semi-reacción de reducción deben multiplicarse por el número de electrones que hay en la semi-reacción de oxidación y viceversa, es decir, todas las especies químicas que hay en la semi-reacción de oxidación, deben multiplicarse por el número de electrones que hay en la semi-reacción de reducción.
Sume las dos semi-reacciones.
Si en ambos lados de la ecuación se encuentran especies químicas iguales se anulan la misma cantidad de esta especie a lado y lado de la ecuación.
Simplifique la ecuación química lo más posible.
Verificar si la ecuación química quedo balanceada tanto en cargas como en masa.
Se trasladan los coeficientes a la ecuación original.
Verificar el balanceo y en caso de encontrarse diferencias se realiza un pequeño tanteo.

EJEMPLO

Balancear por el método de oxido-reducción la siguiente ecuación siguiendo el método anterior:

Cr2(SO4)3 + KOH +KClO3 → K2CrO4 + H2O+KCl + K2SO4

Cr2(SO4)3 + KOH +KClO3 → K2CrO4 + H2O + KCl + K2SO4
Cr2+3(S+6O4–2)3 + K+1O-2H+1 + K+1Cl+5O3-2 →K2+1Cr+6O4-2 + H2+1O-2 + K+1Cl-1 + K2+1S+6O4-2
Cr+3 → Cr+6 Cl+5 → Cl–
Cl+5 → Cl– Reacción de reducción
2Cr+3 → Cr+6 Reacción de oxidación
Cl+5 → Cl– Esta semi-reacción tiene balanceado el cloro así que no se hace nada.
2Cr+3 → Cr+6 Se balancea esta semireacción de la siguiente manera. 2Cr+3 → 2Cr+6
Cl+5 + 6e–→Cl– Balanceadas las cargas de la semi-reacción de reducción. 2Cr+3 _ 6e–→2 Cr+6 Balanceadas las cargas de la semi-reacción de oxidación
6Cl+5 + ~~36 e~~– → 6 Cl– 12Cr+3 _ ~~36 e~~–→ 12 Cr+6
6 Cl+5 + 12 Cr+3→ 6 Cl– + 12 Cr+6
Cl+5 + 2 Cr+3→ Cl– + 2 Cr+6
Cl+5 + 2 Cr+3→ Cl– + 2 Cr+6 Esta balanceada en cargas y en masa.
Cr2(SO4)3 + KOH +KClO3 → 2 K2CrO4 + H2O +KCl + K2SO4
Esta ecuación no se encuentra balanceada totalmente así que se realiza un balanceo por tanteo para terminar obteniéndose la siguiente ecuación plenamente balanceada.