Métodos para Balancear una ecuación

Redox

Se conoce como estado elemental la forma en que se encuentra un elemento en estado puro (sin combinarse con otro elemento), puede ser atómico como el metal (Al), diatómico como los gases o halógenos (O2) y poliatómicos (S6).

Como los elementos puros no están combinados se dicen que no tienen valencia, por lo que se creó el concepto "número de oxidación”, que para los átomos de los elementos tiene el valor de cero (0) .

Es decir cuando se trata de una reacción de Redox, el número de oxidación de los átomos de los compuestos equivale a su valencia, mientras que los átomos de los elementos tienen número de oxidación cero, por ejemplo :

Na + H2O ® NaOH + H2

Na0 + H+12O-2 ® Na+1O-2H+1 + H02

Reacción Redox

Se conoce como reacción REDOX aquella donde los números de oxidación de algunos átomos cambia al pasar de reactivos a productos. Redox proviene de las palabras REDucción y OXidación. Esta reacción se caracteriza porque siempre hay una especie que se oxida y otra que se reduce.

Oxidación. Es la pérdida de electrones que hace que los números de oxidación se incrementen.

Reducción. Ganancia de electrones que da lugar a que los números de oxidación se disminuyan.

Para la reacción anterior:

Na0 ® Na+1 Oxidación

H+12 ® H02 Reducción

Para expresar ambos procesos, se utilizan hemirreacciones donde se escriben las especies cambiantes y sobre las flechas se indica el número de electrones ganados y/o perdidos.

BALANCEO REDOX

Las reglas para el balanceo redox (para aplicar este método, usaremos como ejemplo la siguiente reacción) son:

K2Cr2O7 + H2O + S ® SO2 + KOH + Cr2O3

1. Escribir los números de oxidación de todas las especies y observar cuáles son las que cambian.

K+12Cr+62O-27 + H+12O-2 + S0 ® S+4O-22 + K+1O-2H+1 + Cr+32O-23

2. Escribir las hemirreacciones de oxidación y de reducción, cuando una de las especies cambiantes tiene subíndices se escribe con él en la hemirreacción (por ejemplo el Cr2 en ambos lados de la reacción) y si es necesario, balancear los átomos (en este caso hay dos átomos de cromo y uno de azufre en ambos lados "se encuentran ajustados", en caso de no ser así se colocan coeficientes para balancear las hemirreacciones) y finalmente indicar el número de electrones ganados o perdidos (el cromo de +6 a +3 gana 3 electrones y al ser dos cromos ganan 6 electrones y el azufre que pasa de 0 a +4 pierde 4 electrones).

+6 e      

Cr+62    ®             Cr+32    Reducción

- 4e       

S0           ®             S+4        Oxidación

3. Igualar el número de electrones ganados al número de electrones perdidos. Para lograrlo se necesita multiplicar cada una de las hemirreacciones por el número de electrones ganados o perdidos de la hemirreacción contraria (o por sus mínimo común denominador).

+6 e      

2 [           Cr+62    ®             Cr+32    ]

- 4e       

3 [           S0           ®            S+4        ]

+12 e    

2             Cr+62    ®             2Cr+32 

- 12e     

3             S0           ®            3 S+4    

4. Hacer una sumatoria de las hemirreacciones para obtener los coeficientes, y posteriormente, colocarlos en las especies correspondientes.

3 S0 + 2Cr+62     ®            

3 S+4 + 2Cr+32

2K2Cr2O7 + H2O + 3S ® 3SO2 + KOH + 2Cr2O3

5. Terminar de balancear por tanteo.

2K2Cr2O7 + 2H2O + 3S ® 3SO2 + 4KOH + 2Cr2O3

Tanteo

Consiste en dar coeficientes al azar hasta igualar todas las especies.

Ejemplo:

CaF2 + H2SO4 ® CaSO4 + HF

Ecuación no balanceada

El número de F y de H esta desbalanceado, por lo que se asignará (al azar) un coeficiente en la especie del flúor de la derecha.

CaF2 + H2SO4 ® CaSO4 + 2 HF

Ecuación balanceada

Ejemplo :

K + H2O ® KOH + H2

Ecuación no balanceada

El número de H esta desbalanceado, por lo que se asignará (al azar) un coeficiente en la especie del hidrógeno de la izquierda.

K + 2 H2O ® KOH + H2

Ecuación no balanceada

Quedarían 4 H en reactivos y 3 en productos, además la cantidad de oxígenos quedó desbalanceada, por lo que ahora se ajustará el hidrógeno y el oxígeno.

K + 2 H2O ® 2 KOH + H2

Ecuación no balanceada

El número de K es de 1 en reactivos y 2 en productos, por lo que el balanceo se termina ajustando el número de potasios.

2 K + 2 H2O ® 2 KOH + H2

Características de las reacciones químicas

La o las sustancias nuevas que se forman suelen presentar un aspecto totalmente diferente del que tenían las sustancias de partida.

Durante la reacción se desprende o se absorbe energía:

Reacción exotérmica: se desprende energía en el curso de la reacción.

Reacción endotérmica: se absorbe energía durante el curso de la reacción.

Se cumple la ley de conservación de la masa: la suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos. Esto es así porque durante la reacción los átomos ni aparecen ni desaparecen, sólo se reordenan en una disposición distinta.

Video sobre las reacciones quimicas

Este vídeo nos ayudara a comprender mejor las reacciones químicas  aquí se explica que es una reacción química y algunos de los tipos de reacciones químicas por medio de ejemplos.

Representación de las reacciones químicas.

Una reacción química se representa mediante una ecuación química. Para leer o escribir una ecuación química, se deben seguir las siguientes reglas:

·       1.Las fórmulas de los reactivos se escriben a la izquierda, y las de los productos a la derecha, separadas ambas por una flecha que indica el sentido de la reacción.

  REACTIVO → PRODUCTO

·    2. A cada lado de la reacción, es decir, a derecha y a izquierda de la flecha, debe existir el mismo número de átomos de cada elemento. 

Cuando una ecuación química cumple esta segunda regla, se dice que está ajustada o equilibrada. Para equilibrar reacciones químicas, se ponen delante de las fórmulas unos números llamados coeficientes, que indican el número relativo de átomos y moléculas que intervienen en la reacción.

Nota: Los coeficientes situados delante de las fórmulas, son los únicos números en la ecuación que se pueden cambiar, mientras que los números que aparecen dentro de las fórmulas son intocables, pues un cambio en ellos significa un cambio de sustancia que reacciona y, por tanto, se trataría de una reacción distinta.

Si se quiere o necesita indicar el estado en que se encuentran las sustancias que intervienen o si se encuentran en disolución, se puede hacer añadiendo los siguientes símbolos detrás de la fórmula química correspondiente:

(s) = sólido.

(Metal) = elemento metálico.

(l) = líquido.

(g) = gas.

(ac) = disolución acuosa (en agua).

Clases de reacciones quimicas

Podemos considerar ciertos tipos de reacciones tales como:

Combinación o síntesis:

Se presentan cuando se unen dos o mas sustancias para formar otra sustancia, cuyas moléculas son el resultado de una reagrupación de átomos de los reactivos.

Es así que    A +B  → AB

Un ejemplo de esta reacción es la combinación de hidrógeno con oxígeno para producir agua:

2H2 + O2  →  2H2O

Descomposición:

Ocurre cuando a partir de un compuesto se producen dos o mas sustancias.

AB   →   A + B

Como ejemplo tomamos a el carbonato de calcio que se descompone por medio de calentamiento

para producir oxido de calcio y dióxido de carbono.

CaCo3   →   CaO + CO2

Desplazamiento o sustitución:

En estas reacciones, un elemento sustituye y libera a otro elemento presente en el compuesto.

En este tipo se da que:

A + BC  →  AC + B

*Ejemplo:

El bromo líquido, que desplaza al yodo en el yoduro de sodio para producir bromuro de sodio dejando al yodo libre.

2NaI + Br2   →  2NaBr + I2

Intercambio o doble sustitución:

Al reaccionar dos compuestos estos  intercambian sus  elementos y se producen dos nuevos compuestos.

Se representa  de esta manera:

AB + CD   →  AC + BD

*Ejemplo:

La combinación del ácido clorhídrico con el hidróxido de sodio y el agua.(neutralización)

HCl + NaOH   →   NaCl + H2O

Según el intercambio de calor:

Según el intercambio de calor existen dos clases de reacciones las exotérmicas y las endotérmicas.

Las exotérmicas presentan desprendimiento de calor Se denomina reacción exotérmica a cualquier reacción química que desprenda energía, ya sea como luz o como calor. Las endotérmicas absorben el calor.

*Un ejemplo de reacción endotérmica es la producción del ozono (O3). Esta reacción ocurre en las capas altas de la atmósfera, gracias a la radiación ultravioleta proporcionada por la energía del Sol. También se produce esta reacción en las tormentas, en las proximidades de las descargas eléctricas.

3O2 + ENERGÍA da lugar a 2O3

Reacción de combustión:

La combustión es una reacción química de oxidación, en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de energía, en forma de calor y luz, manifestándose visualmente como fuego.

En toda combustión existe un elemento que arde y otro que produce la combustión , generalmente oxígeno en forma de O2 gaseoso. Los tipos más frecuentes de combustible son los materiales orgánicos que contienen carbono e hidrógeno.

COMBUSTIBLE +O2    → H2O + CO2+ ENERGÍA.

¿Que es una reacción química?

Una reacción química es un proceso en que una o más sustancias se transforman en otra u otras sustancias  de diferente naturaleza.  Los reactivos son las sustancias involucradas al inicio de la reacción y los productos son las sustancias que resultan de la transformación.

Las reacciones químicas se manifiestan en alguna de estas formas:

• emisión de gases

• efervescencia

• cambios de color

• emisión de luz

• elevación de la temperatura

• formación de nuevas sustancias.

La respiración de los animales y la digestión de los alimentos constituyen ejemplos importantes de reacciones químicas; por eso se dice que el cuerpo humano es como un laboratorio químico.

El estudio metódico de las reacciones químicas ha permitido a los científicos transformar los productos naturales y obtener toda clase de sustancias, tales como: fibras sintéticas, plásticos, insecticidas y detergentes, todo ello tan útil en nuestra vida diaria.