Métodos de balanceo de ecuaciones

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BALANCEO DE REACCIONES QUÍMICAS

POR EL MÉTODO DEL TANTEO

Para aplicar este método se siguen los siguientes pasos:

Seleccionar un compuesto que contenga el átomo de un elemento que se repita en la mayoría de las sustancias que intervienen.

Asignar a la fórmula del compuesto seleccionado un coeficiente tal que logre igualar el número de átomos del elemento en reactantes y productos.

Dicho coeficiente debe ser el menor posible y afecta a todos los elementos incluso a los índices.

Repetir el procedimiento anterior con los átomos de los elementos hasta que la ecuación esté balanceada.

Durante el balanceo se pueden ensayar varios coeficientes, pero los subíndices de las fórmulas no pueden ser alterados.

POR EL MÉTODO ALGEBRAICO

El número de pasos para balancear una ecuación por el método algebraico puede variar, dependiendo del grado de complejidad de tal ecuación.

Se escribe la reacción situando los reactivos a la izquierda y los productos a la derecha.

Se escribe sobre cada molécula una letra siguiendo el orden alfabético.

Se enlistan verticalmente los átomos que participan en la reacción.

A la derecha del símbolo de cada elemento se escribe el número de veces que el elemento se encuentra en cada molécula identificada por letra.

Si de un lado de la reacción un elemento se encuentra en más de una molécula, se suman y se escribe cuantas veces está presente en una molécula.(se observa en el oxígeno).

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Se cambia la flecha por un signo igual (=).

3A = 1E

2A = 4D

8A + 2B = 3E + 1F

1B = 1E

1C = 1F

Se enlistan las letras que representan las moléculas y a la letra más frecuente se le asigna el valor de uno.

A =1 B=3 C=5 D=1/2 E=3 F=5

Los valores de las letras se obtienen por operaciones algebraicas. 3A = 1E 2A = 4D 1B=1E 8A + 2B = 3E + 1F 1C= 1

E=3 D=1/2 B=3 8(1) + 2(3)=3(3) + 1F C=5 F=5

Sólo que la letra D=1/2 y como no puede haber medias moléculas. Entonces cuando uno de los valores obtenidos es fraccionario todos se multiplican por el denominador de esa fracción, así las porciones no se alteran. Si más de uno es fraccionario y las fracciones son diferentes entonces todas se multiplican por un común denominador. A = 1×2=2

B = 3x=6

C = 5×2=10

D = (1/2) x2=1

E = 3×2=6

F = 5×2=10

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Los valores finalmente obtenidos se asignan como coeficientes de las moléculas a cuyas letras correspondan.

POR EL MÉTODO REDOX

En una reacción redox la oxidación y la reducción ocurren simultáneamente; depende una de otra y el número total d electrones perdidos por una especie química en la oxidación debe ser igual al número de electrones ganados por la otra especie en la reducción; es decir, en una ecuación redox no hay exceso ni deficiencia de electrones.

REGLAS PARA BALANCEAR ECUACIONES REDOX POR EL MÉTODO DEL NÚMERO DE

OXIDACIÓN.

Se escribe la ecuación

Se escriben los números de oxidación, y se determina el número de oxidación al efectuarse la reacción, y se determina el número de oxidación del átomo oxidado y reducido. Para calcular el cambio en el número de oxidación, conviene tomar en consideración la siguiente escala.

Indicar el número total de electrones cedidos o aceptados:

Indicar el número total de electrones cedidos o aceptados.

Establecer la ecuación electrónica:

Mn +4 + 2 e- Mn+2

Cl-1 −1e- Cl 0

Se balancean las ecuaciones electrónicas, igualando el número de electrones cedidos por el reductor con el número de electrones aceptados por el oxidante, multiplicando por un factor que iguale la cantidad de electrones cedidos y aceptados y se anota como coeficiente. La ecuación electrónica igualada es:

Se escriben los coeficientes de las ecuaciones electrónicas igualadas:

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Se termina el ajuste de la ecuación, determinando el valor de los otros coeficientes por tanteo.

POR EL MÉTODO DEL ION - ELECTRÓN

Método de la media reacción o del ión - electrón

Para entender este método se debe tener claro las disociaciones de ácidos, bases y sales.

Los ácidos se disocian: en H+ y el anión negativo.

Ejemplo.

Las bases se disocian en el catión positivo y el OH-

Ejemplo:

Las sales se disocian en catión positivo y el anión negativo

Ejemplo: El método del ion-electrón es, en general, un poco más largo (pero no más difícil) que el del número de oxidación, sin embargo, por ser más sistemático, es menos probable que conduzca a error. Además este método es más práctico cuando se trate de balancear ecuaciones iónicas, que el método del número de oxidación de cada elemento para saber cuál elemento se oxida y cual se reduce, ya que aquí se oxida el que pierde electrones, es decir, la ecuación donde aparezcan los electrones hacia la derecha; y se reduce el que gana electrones, es decir, la ecuación donde aparezcan los electrones hacia la izquierda.

PASOS PARA IGUALAR ECUACIONES POR ION-ELECTRON

Si la ecuación esta en forma molecular, pasarla a forma iónica. Aquí hay que tener en cuenta que los elementos libres, los óxidos, el H2O y el H 2 O 2 no se disocian, sólo se disocian los electrolitos (ácidos, bases y sales) Ilustraremos todos los pasos con el siguiente ejemplo:

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Se pasa a forma iónica:

Se escribe por separado el esqueleto de las ecuaciones iónicas parciales del agente oxidante y el agente reductor

Se balancea por tanteo (inspección) los átomos distintos de H y O

Igualar los átomos de oxígenos agregando moléculas de H2O para balancear los oxígenos

Igualar los átomos de hidrógenos agregando H (iones hidrógenos) donde falta hidrógeno

Cantar la carga total en ambos lados de cada ecuación parcial y agregar electrones en el miembro deficiente en carga negativa (-) o que tenga exceso de carga positiva (+)

Estos pasos hasta aquí son comunes para reacciones en medios ácidos, neutros o básicos (Alcalinos)

Si la reacción está en medio básico o alcalino después de haber colocado los electrones se debe: agregar a cada número de las ecuaciones parciales tantos OH como H haya. Combinar los H y OH para formar H2O que aparezca duplicado en ambos miembros.

Nota: En esta ecuación no se realiza porque no tiene OH, es decir, no esta en medio básico (esta en medio ácido, HNO3)

Igualar el número de electrones perdidos por el agente reductor con los electrones ganados por el agente oxidante, multiplicando las ecuaciones parciales por los números mínimos necesario para esto.

Sumese las dos medias reacciones cancelando cualquier cantidad de electrones, H, OH o H2O que aparezca en ambos lados, con la cual se obtendrá la ecuación finalmente balanceada

Si la ecuación fue dada originalmente en forma iónica, esta es la respuesta del problema

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Si la ecuación fue dada originalmente en forma molecular; se trasladan estos coeficientes a la ecuación molecular y se inspecciona el balanceo de la ecuación