EL BALANCEO DE REACCIONES POR INSPECCIÓN.
Las reacciones químicas como la siguiente:
Cuando se examinan se tiene la impresión de que están mal escritas, pero no es así. Las reacciones químicas representan fenómenos naturales verdaderos, y las fórmulas escritas son rea1es y basadas en las valencias de sus elementos. Para interpretarlas y entenderlas con lógica es necesario que estén balanceadas, lo cual se logra mediante la aplicación de diversos métodos. Así, una reacción balanceada aclara e] sentido de ésta y pone de manifiesto que no se han perdido ni se han ganado átomos En las secciones siguientes se tratará cl método dc inspección para balancear reacciones químicas.
Consideraciones generales.
La lógica de las reacciones químicas se logra cuando se balancean; para esto, es necesario interpretar términos como átomos, elementos, compuestos, moléculas, coeficientes, subíndices., reactivos y productos. Una revisión de estos conceptos se obtiene de la lectura de la siguiente reacción:
Reactivos Productos
En la reacción anterior, los reactivos se localizan antes de la flecha de la reacción y como están separados por signos “+”, se nota que son tres. Mientras que los productos se localizan del lado contrario y son cinco.
El primer reactivo consta de 5 moléculas (el 5 es un coeficiente), el segundo de 2 y el tercero de 8. En tanto el primer producto lo forma 1 molécula, el segundo 5, el tercero 2, el cuarto 10 y el quinto 8.
La ecuación también indica que el primer reactivo contiene 10 átomos de sodio, 10 de carbono y 20 de oxígeno. El segundo contiene 2 de potasio, 2 de manganeso y 8 de oxígeno. El tercero contiene 16 átomos de hidrógeno, 8 de azufre y 32 de oxígeno.
Ahora, en el lado de los productos, el primero contiene 2 átomos de potasio, 1 de azufre y 4 de oxígeno, el segundo producto contiene 10 de sodio, 5 de azufre y 20 de oxígeno, en el tercero se tiene 2 de manganeso, 2 de azufre y 8 de oxígeno, en el cuarto se tiene 10 de carbono y 20 de oxígeno, finalmente el quinto contiene 16 de hidrógeno y 8 de oxígeno.
PARA TRABAJAR EN EQUIPO
, .... .
Para cada una de las siguientes ecuaciones químicas indiquen.
a) Numero de reactivos
b) Número de productos
c) Número de moléculas (o moles) de cada uno de los reactivos.
d) Número de moléculas (o moles) de cada uno de 1os productos.
e) número de átomos de cada elemento de cada uno de los reactivos.
f) Número de átomos de cada elemento de cada uno de los productos.
g) Número de moléculas totales de los reactivos.
h) Numero de moléculas totales de los productos.
EL MÉTODO DE INSPECCIÓN
antes de comenzar a estudiar cómo se balancea una ecuación química ,es necesario recordar la simbología que representa átomos y moléculas en una formula.
Una fórmula escrita de la siguiente forma indica:
3 H2S03
Que debe considerarse 3 (coeficiente) veces y expresa que, 3 moléculas o tres fórmulas de H2S03 en total 6 átomos de hidrógeno, 3 átomos de azufre y 9 átomos de oxígeno. Estos números provienen de multiplicar el coeficiente 3 por los subíndices (el subíndice es el número pequeño que está escrito en la parte inferior derecha del símbolo) de cada uno de los elementos que forman la fórmula.
Un ejemplo más con la siguiente fórmula 5 C61112O6 indica:
átomos de C= (5 x 6) = 30 átomos de carbono
átomos de H = (5 x 12) 60 átomos de hidrógeno
átomos de O = (5 x 6) 30 átomos de oxigeno
5 moléculas de C61112O6
Con la anterior información es posible comprender que:
“balancear una ecuación química, significa escribir los coeficientes estequiométricos correctos que permitan que haya la misma cantidad de átomos de cada elemento en cada lado de la ecuación”
Balancear una ecuación es también expresar la validez de la ley de la conservación de la materia.
Un ejemplo de cómo se balancea una ecuación es el siguiente:
El simbolo “#” representa el coeficiente estequiométrico, es decir, el número que se debe colocar antes de la fórmula para hacer el ajuste. Este número no se debe escribir en el interior de la fórmula ni cambiar los subíndices de la misma:
H2S 3 O3
Los coeficientes siempre se escriben antes de la fórmula.
Para escribir los coeficientes estequiométricos se tiene que revisar el número de átomos que se encuentran del lado de los reactivos y del lado de los productos. Como se ve en la ecuación del lado izquierdo se tienen 2 átomos de H, 1 átomo de S y 3 átomos de O; del lado derecho se tienen dos átomos de H y 3 átomos de O (1 del H2O y 2 del SO2). En este caso la ecuación esta balanceada porque tiene la misma cantidad de átomos de H, S y O en el lado de los reactivos y en el lado de los productos. Esto significa que el valor de “#” es 1.
Otro ejemplo de balanceo por inspección.
Como se puede ver, hay más átomos de sodio del lado derecho y menos del lado izquierdo. Así como también más átomos de oxígeno del lado izquierdo que del derecho.
El ajuste se comienza escogiendo cualquier elemento, que puede ser por ejemplo el sodio, en donde se puede proponer que el coeficiente de Na del lado izquierdo sea 2, para que concuerde con Na2O del otro miembro y la reacción quede así:
De esta manera el sodio queda balanceado pero no el oxígeno. Ahora, si se propone un 2 para Na2O, el oxígeno estaría ajustado así:
Pero entonces el sodio ya no concuerda (estudia la ecuación con cuidado), porque ahora se tiene 2 de Na del lado izquierdo y 4 de Na del lado derecho; pero sí se cambia 2 Na por 4 Na en el lado izquierdo, la reacción queda:
Se puede ver ahora, que el Na del lado izquierdo es 4 y del lado derecho es 4, porque se trata de 2 Na2O, y como el oxigeno del lado izquierdo es 2, y del lado derecho es también 2, porque 2 Na2O representa 4 de Na y 2 de O, entonces se dice que la reacción ya esta balanceada.
Un ejemplo más de balanceo por inspección.
Primer coeficiente para balancear aluminio:
Segundo y tercer coeficiente para balancear oxigeno en ambos lados de la reacción:
Cambio de coeficiente en aluminio para volver a balancear:
la reacción ya quedo balanceada puesto que se tienen 4 átomos de aluminio en ambos lados de la reacción y además también 6 átomos de oxígeno en cada lado.
Para ser menos problemático el proceso de ajuste, se recomienda iniciar el balancea, comenzando con cualquier elemento que no sea hidrógeno u oxígeno y que se dejes, éstos hasta el final.
La selección de los coeficientes más adecuados para el ajuste de las reacciones, no es mágica, depende de la experiencia del estudiante y de los problemas que haya resuelto, por lo que es importante que se entrenen en la solución del mayor número de ellos.
TRABAJAR EN EQUIPO
- Expliquen la relación del balanceo de una ecuación con la ley de conservación de la materia.
- Identifiquen en cada formula los subíndices: KClO3, C21H30O2, Ca(CO3) 2
- Indiquen cuántos átomos de cada elemento existen en cada una de las siguientes formulas.
- K2CO3
- 2K2CO3
- 3 K2CO3
- 4K2CO3
- 3CvH10
- C4H10
- 2Fe2O3
- FeS2
- 3FeS2
- NaOH
- Sr(NO3) 2
- 2Sr(NO3) 2
- Mg(ClO4) 2
- 3Mg(ClO4) 2
- Hagan el balanceo de cada una de las siguientes reacciones por inspección:
