INSTITUCIÓN EDUCATIVA “LUIS PATRÓN ROSANO” TOLÚ – SUCRE

ÁREA DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL

EDUCACIÓN CIENTÍFICA PERTINENTE Y CON CALIDAD

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 + H2O Esta 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 Lo 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

CATIONES: “ALGUNAS ESTRATEGIAS PARA LA ENSEÑANZA DE LA QUÍMICA”

Desde la preconcepción hasta la postmuerte, somos resultado de procesos químicos

2

Solución:

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 En 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 Ahora, procedemos a multiplicar todos los coeficientes por el denominador a eliminar, en este caso 2.

(2 x) 1 KClO3 1 KCl + 3/2 O2 Nos resulta

2 KClO3 2 KCl + 3 O2 Al 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 Solución: 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

JAIRO ARCINIEGAS VILLARREAL Lic. Química

http://jarvi.es.tl e-mail: clasedequimicaluparo@gmail.com 3

C4H10 + O2 4 CO2 + H2O Como 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 Nos 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 Ahora, 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 Finalmente nos queda

2 C4H10 + 13 O2 8 CO2 + 10 H2O Verificando, 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 Solución: 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 Nos 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

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Desde la preconcepción hasta la postmuerte, somos resultado de procesos químicos

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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 Ahora, procedemos a multiplicar todos los coeficientes por el denominador a eliminar, en este caso 2.

(2x) 1 NO + ½ O2 1 NO2 Nos queda

2 NO + 1 O2 2 NO2 Comprobando 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 N2O5 NO2 + O2 H2S + O2 H2O + SO2 Al + HCl AlCl3 + H2 Ejercicios de mayor nivel NH3 + O2 NO + H2O Fe2O3 + CO Fe + CO2