COMO BALANCEAR ECUACIONES POR EL MÉTODO REDOX contador gratis blog Para balancear ecuaciones por el método de óxido reducción se debe seguir los siguientes pasos:
Antes que todo es necesario que la ecuación esté bien escrita. -
Hay que colocar los estados de oxidación de los elementos que conforma a cada molécula, tanto de l
Es importante que tengamos en cuenta que los elementos del grupo IA tienen esta do de oxidación +1 Los elementos del grupo IIA tienen estado de oxidación +2
A excepción de los peróxidos el oxígeno trabaja con estado de oxidación - 2 El hidrógeno con estado de oxidación +1, excepto en los hidruros. La suma algebraica de las cargas de las moléculas neutras debe ser s er igual a cero y las de d e los iones, igual a l Cuando hay más de un átomo del mismo elemento en una molécula, se multiplica la carga de este, por su Cuando el elemento está en estado molecular o es un metal su estado de oxidación es cero, a menos que se Se hace la suma de las cargas c argas que conocemos y si la molécula es neutra debe dar cero, por lo tanto lo que conocemos, ejemplo: H+1 N O3-2
+
+1+( ) + -2x3=0
H+1 Br
Br 2
+1+( )=0
0
+
NO-2
( )+-2=0
H2+1O-2
+
1x2+2=0
En este caso: en el HNO 3 el número que falta para que la suma sea cero es +5, por lo tanto el estado est ado de oxi En el HBr falta -1, por lo que el estado e stado de oxidación del Br es -1 el Br 2, 2, por ser molecular su estado de oxi estados de oxidación de los elementos que conforman la molécula. H+1 N+5 O3-2 +
H+1 Br -1
Br 20 +
N-2 O-2
+
H2+1O-2
Ahora es necesario identificar aquellos elementos que han cambiado su estado de oxidación. En este caso
El nitrógeno y el bromo así: N+5 ---------------- N+2
el N gana 3 electrones: se reduce
Br -1---------------- Br 20
entra un Br y salen 2; entonces deben entrar 2, por lo que este hay que coloc
N+5 ---------------- N+2
el N gana 3 electrones: se reduce
2Br -1---------------- Br 20
el Br pierde uno, por dos igual dos.
Entonces igualamos la misma cantidad de electrones electr ones que pierde una especie química, con la que gana en l N+5 ---------------- N+2
3 que se ganan
2Br -1---------------- Br 20
2 que se pierden.
Para igualar multiplicamos la cantidad de el ectrones que se gana, por los que se pierden y que da que 3x2 como coeficientes de los elementos que tenemos, multiplicándolos por su coeficiente inicial, así 2x1N+5 ---------------- 2x1N+2
3 que se ganan x 2= a 6 electrones
3x2Br -1---------------- 3Br 20 2 que se pierden x 3 = a 6 electrones Quedando así: 2x1N+5 ---------------- 2x1N+2 6Br -1---------------- 3Br 20 Estos coeficientes se colocan en la molécula a la cual pertenece el elemento, hay que recordar que el coefi ni como subíndice, así 2HNO3 + 6HBr ==> 3Br 2 + 2NO + H2O Ahora se procede a balancear toda la molécula, por tanteo, hasta que quede balanceada. Hay que verificar en los productos, así: 2N que entran, 2N que salen, 6 Br que entran, 6Br que salen, Como entran 6 Oxígenos en el HNO 3 deben salir 6, notemos que en el 2NO hay ha y dos, faltan 4, coeficiente hidrógenos al tiempo; quedando la ecuación balanceada de la siguiente forma 2HNO3 + 6HBr
3Br 2 + 2NO + 4H2O
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Balance de Ecuaciones –Método de tanteo o simple inspección 07 diciembre 2011 Reacciones Quimicas 8 comments
Se efectúa por simple inspección visual. Se recomienda para balancear ecuaciones sencillas, generalmente para ecuaciones con c on cuatro sustancias químicas. Proceso: Se observa que elementos no están igualados en su número de átomos en ambos lados de laecuación química y se procede a balancearlos colocando delante de las fórmulas o símbolos de las sustancias el coeficiente mas conveniente; si no resulta el balance, deberá intentarse con otros coeficientes hasta que se logre la igualdad de los atomos de todos los elementos. Para balancear de manera eficaz por tanteo, es recomendable seguir el siguiente orden general de balanceo de los elementos. Elemento
Metal
No Metal
H
O
Orden
1ro
2do
3er
4to
E jemp jemplo lo 1: Balancear la siguiente ecuación química:
H3PO4 + Cu (OH)2 → Cu3 (PO4)2 + H2O
De acuerdo a la tabla dada, en primer lugar balanceamos los metales (en este caso el cobre: Cu). Tenemos: Cu (OH)2 → Cu3 (PO4)2
En los productos tenemos 3 átomos de cobre, en los reactantes r eactantes solo tenemos 1 átomo de cobre, cobr e, entonces colocamos el coeficiente 3 delante del Cu(OH)2 , quedaría así: 3Ca (OH)2 → Ca3 (PO4)2
Completamos la ecuación:
H3PO4 + 3Cu (OH)2 → Cu3 (PO4)2 + H2O
Luego Nos disponemos a balancear el fósforo, colocando el coeficiente 2 delante de H3PO4 2H3PO4 + 3Cu (OH)2 → Cu3 (PO4)2 + H2O
Balanceamos los hidrógenos. En los reactantes r eactantes tenemos: 2H3PO4 = 6 hidrógenos 3Cu (OH)2 = 6 hidrógenos
TOTAL = 12 Hidrógenos
Balanceamos los hidrógenos. En los productos tenemos: H2O = 2 hidrógenos por lo tanto hay que ponerle el coeficiente 6 delante del H 2O , quedando así:
6 H2O = 12 hidrógenos (balanceado con los reactantes)
La ecuación quedaría: 2H3PO4 + 3Cu (OH)2 → Cu3 (PO4)2 + 6 H2O
Los oxígenos en los reactantes: 2H3PO4 = 8 oxígenos 3Cu (OH)2 = 6 oxígenos TOTAL = 14 Oxígenos
Los oxígenos en los productos: Cu3 (PO4)2 = 8 oxígenos
6 H2O = 6 oxígenos TOTAL = 14 Oxígenos (ya está balanceado)
La ecuación balanceada será:
2H3PO4 + 3Cu (OH)2 → Cu3 (PO4)2 + 6 H2O Ejemplo 2: Balancear por tanteo o simple inspección: C2H2 + O2 → CO2 + H2O La solución sería: 2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O
Ejemplo 3: Balancear por tanteo o simple inspección: N2 + H2 → NH3 La solución sería: N2 + 3H2 → 2NH3
Ejemplo 4: Balancear por tanteo o simple inspección: C5H12 + O2 → CO2 + H2O La solución sería: C5H12 + 8O2 → 5CO2 + 6H2O Xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
Balanceo de ecuaciones quimicas Enviado por Ioz por Ioz Lezama
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Ecuación química Reacción química Balanceo de una ecuación química
Antes de comenzar con el tema de balanceo de ecuaciones de ecuaciones químicas, veremos la parte teórica de la misma. Primero comenzaremos definiendo lo que es una ecuación química ecuación química y posteriormente una reacción química, ya que entre ellas existe una diferencia que las distingue unas de otras.
Ecuación química Es la representación gráfica o simbólica de una reacción química que muestra las sustancias, elementos o compuestos que reaccionan (llamados reactantes o reactivos) y los productos que se obtienen. La ecuación química también nos muestra la cantidad de sustancias o elementos que intervienen en la reacción, en sí es la manera de representarlas.
Reacción química Es también llamado cambio químico y se define como todo proceso químico en el cual una o más sustancias sufren transformaciones químicas. Las sustancias llamas reactantes se combina para formar productos. En la reacción química intervienen elementos y compuestos. Un ejemplo de ello es el Cloruro de Sodio (NaCl) o comúnmente conocido como "sal de mesa" o "sal común". La diferencia entre una ecuación y una reacción química es simple: En la ecuación es la representación simbólica lo cual utilizamos letras, símbolos y números para representarla, mientras que en la reacción química es la forma "practica" de la misma (Cuando se lleva a cabo).
Balanceo de una ecuación química Balancear una ecuación significa que debe de existir una equivalencia entre el número de los reactivos y el número de los productos en una ecuación. Lo cual, existen distintos métodos, como los que veremos a continuación Para que un balanceo sea correcto: "La suma de la masa de las sustancias reaccionantes debe ser igual a la suma de las Masas de los productos" Veremos 3 tipos de balanceo de ecuaciones químicas: Bal anceo por TANTEO, OXIDO-REDUCCIÓN (REDOX) Y MATEMATICO O ALGEBRAICO: BALANCEO POR TANTEO Para balancear por este o todos los demás métodos es necesario conocer la Ley de la conservación de la materia, propuesta por Lavoisier en 1774. Dice lo siguiente "En una reacción química, la masa de los reactantes es igual a la masa de los reactivos" por lo tanto "La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma" Como todo lleva un orden a seguir, éste método resulta más fácil si ordenamos a los elementos de la siguiente manera: Balancear primero Metales y/o no metales Oxígenos Hidrógenos De esta manera, nos resulta más fácil, ya que el mayor conflicto que se genera durante el balanceo es causado principalmente por los oxígenos e hidrógenos. Balancear por el método de tanteo consiste en colocar números grandes denominados "Coeficientes" a la derecha del compuesto o elemento del que se trate. De manera que Tanteando, logremos una equivalencia o igualdad entre los reactivos y los productos. Ejemplo: Balancear la siguiente ecuación química:
Continuamos: ¿Cuántos oxígenos hay en el primer miembro? Encontramos 4 porque 3 mas 1 es igual a 4 Y ¿Cuántos en el segundo? Encontramos 6 porque el dos (situado a la izquierda del Fe) se multiplica por el subíndice encontrado a la derecha del paréntesis final y se multiplica 2*3 = 6 Por lo tanto en el segundo miembro hay 6 oxígenos. Entonces colocamos un 3 del lado izquierdo del hidrógeno en el primer miembro para tener 6 oxígenos
Posteriormente, Vamos con los hidrógenos, en el primer miembro vemos que hay 6 hidrógenos y en el segundo igualmente 6. Entonces concluimos de la siguiente manera:
Por lo tanto, la ecuación está balanceada. BALANCEO POR EL MÉTODO DE ÓXIDO-REDUCCIÓN Es también denominado "Redox" y consiste en que un elemento se oxida y (hablar de oxidación se refiere a que un elemento pierda electrones y su valencia aumente) el otro se reduce (cuando el elemento gana electrones y su valencia disminuye) para éste método se siguen los siguientes pasos o reglas: 1. Todos los elementos libres que no formen compuesto, tendrán valencia cero 2. El hidrógeno tendrá valencia de +1 excepto en hidruros con -1 3. El oxígeno tendrá valencia de 2- excepto en los peróxidos co n -1 4. Los alcalinos tienen en sus compuestos oxidación +1 5. Los alcalinotérreos tienen en sus compuestos oxidación +2 6. Los alógenos tienen en sus compuestos con aluros oxidación -1 7. La suma de los números de oxidación de todos los átomos de un compuesto es i gual a la carga de los compuestos 8. Si algún átomo se oxida su numero de oxidación aumenta y cuando un átomo se reduce, su numero de oxidación disminuye Ejemplo: Balancear la siguiente ecuación:
Si vemos la primera regla, esta nos dice que todos los elementos libres tendrán valencia cero, entonces vemos la ecuación y localizamos a l os elementos libres, en este caso son el fierro y el hidrógeno, colocamos un cero como valencia.
Continuamos con las demás reglas y encontramos a los oxígenos e hidrógenos y les asignamos la valencia que les corresponde, establecidas en las reglas:
Para continuar, obtenemos la valencia de los elementos que nos sobran, en este caso el azufre y el fierro: Ubiquémonos en el azufre (S) del primer miembro en la ecuación
y posteriormente obtendremos la valencia del azufre. Quede claro que la del hidrógeno y la del oxígeno ya la tenemos. Para obtener la valencia del azufre, simplemente (pon mucha atención aquí) vamos a multiplicar la valencia del oxígeno por el número de oxígenos que hay. (En este caso hay 4 oxígenos) y hacemos lo mismo con el hidrógeno, multiplicamos su valencia por el número de oxígenos que hay. Queda de la siguiente manera
Ya que tenemos los resultados, ahora verificamos que todo elemento químico es eléctricamente neutro y lo comprobamos de la siguiente manera: Tenemos que llegar a cero. Buscamos cuanto falta de dos para ocho . Entonces encontramos que faltan 6, este número será colocado con signo positivo +
El 6 que acabamos de obtener es la valencia del azufre en el primer miembro. Ubiquémonos en el fierro del segundo miembro en donde se encuentra el compuesto
Localizamos al fierro. Para obtener su valencia primero denominamos si es monovalente o divalente etc. Ya que vimos que es divalente, necesitamos saber la valencia del radical sulfato, en este caso es
Para obtener la valencia del fierro, multiplicamos la valencia del radical (-2) con el subíndice que se encuentre fuera del mismo Después lo dividimos entre el número de fierros que hay en el compuesto (en este caso hay dos fierros) Queda de la siguiente manera:
2 * 3 = 6 6/2 = 3 El tres que acabamos de obtener es la valencia del fierro. Que nos quede claro, ya tenemos la valencia del fierro que es 3, ya tenemos la valencia del oxígeno que es -2, ahora nos falta la valencia del azufre (S) lo cual realizaremos algo similar con lo dicho con anterioridad: Multiplicamos la valencia del radical sulfato (-2) con el subíndice (3) y después con el número de oxígenos que hay dentro del paréntesis (4).
Obtenemos un total de 24. Este número que resultó se le llama valencia parcial Después continuamos con el fierro. Ahora ya que tenemos que la valencia del fierro es 3 entonces multiplicamos la valencia por el numero de fierros que hay (hay 2) Y nos da un resultado de 6. Entonces: Tenemos 6 y tenemos -24, de 6 a 24 ¿Cuánto falta? Respuesta: +18 Ahora el 18 lo dividimos entre el número de azufres que hay: nos da un total de 6 o sea +6. Y de esta manera ya obtuvimos todas las valencias del compuesto químico:
Ahora, vamos a verificar cuál elemento se oxida y cual se reduce, para esto, chequemos las valencias de los elementos, debemos verificar que en los dos miembros estén iguales. Si vemos al fierro en el primer miembro y luego lo vemos en el segundo. Encontramos que sus valencias ya no son las mismas por tanto el elemento se está oxidando porque aumenta su valencia de cero a 3
Ahora, si nos fijamos en el hidrógeno del primer miembro, se está reduciendo con el hidrógeno del segundo miembro:
Entonces la ecuación queda de la siguiente manera:
Ahora, para poder completar el balanceo, (atención) vamos a intercambiar los números que se oxidaron o redujeron. Esto es el 3 y el 1. El 3 lo colocaremos en el lugar del 1 y el 1 en el lugar del 3
Estos números resultantes se colocan de lado izquierdo de los elementos que se oxidaron o redujeron. El número 1 (que por lo general no se escribe) se coloca de lado izquierdo del fierro en los dos miembros. El número 3 se coloca de lado izquierdo del hidrógeno en los dos miembros quedando de la siguiente forma:
Entonces de esta manera podemos deducir que la ecuación está balanceada, pero, no es así, uno de los pasos para terminarla es: "Una vez obtenidos los n úmeros de la ecuación, se completará con método de tanteo". Verificamos si así está balanceada: 1= Fe =2 3= S =3 12= O =12 6= H =6 Con este insignificante 2 que acabos de encontrar en el fierro del segundo miembro LA ECUACIÓN NO ESTÁ BALANCEADA aunque los demás átomos lo estén. Completamos por tanteo En el primer miembro (Fe) hay 1 átomo, en el segundo 2, entonces colocamos un 2 en el primer miembro y…
YA ESTÁ BALANCEADA.
Con esto finalizamos el método de REDOX. BALANCEO POR EL MÉTODO ALGEBRAICO/MATEMATICO Se siguen los siguientes pasos: Escribir sobre cada molécula una literal, siguiendo el orden alfabético. Enlistar verticalmente los átomos que participan en la reacción A la derecha del símbolo de cada elemento que participa se escribe el número de veces que el elemento se encentra en cada molécula identificada por letra. Si de un lado de la reacción un elemento se encuentra en mas de una molécula, se suman y se escribe cuantas veces está presente en una molécula Se cambia la flecha por un signo igual = Se enlistan las letras que representan las moléculas y a la letra más frecuente se le asigna el valor de uno Los valores de las letras se obtienen por operaciones algebraicas Ejemplo: Balancear la siguiente ecuación:
Aplicamos el segundo paso: Ca C O H Continuamos con el tercer paso: Ca: (Ca está en "a" del primer miembro y en "c " en el segundo por lo tanto) a=c C: (C está 2 veces en "a" y 2 veces en "d" por lo tanto) 2a = 2d O: (O está en "b" y 2 veces en "c" por lo tanto) b = 2c H: (H está 2 veces en "b", 2 en "c" y 2 veces en "d" por lo tanto) 2b = 2c + 2d Le asignaremos el valor de "1" a C
El 1 no se escribe pero si notamos la literal "b" son dos literales "b" por lo tanto el valor que se ha Obtenido es el mismo y solo se anota en lugar correspondiente.
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Balanceo de ecuaciones por ion electrón Una ecuación química es una descripción simbólica de una reacción química. Muestra las sustancias que reaccionan (llamadas reactivos o refractantes) y las sustancias que se originan (llamadas productos). La ecuación química ayuda a ver y visualizar los reactivos que son los que tendrán una reacción química y el producto, que es la sustancia que se obtiene de este proceso. Además se puede ubicar los símbolos químicos de cada uno de los elementos o compuestos que estén dentro de la ecuación y poder balancearlos con mayor facilidad.
Ecuación química Es la representación gráfica o simbólica de una reacción química que muestra las sustancias, elementos o compuestos que reaccionan (llamados reactantes o reactivos) y los productos que se obtienen. La ecuación química también nos muestra la cantidad de sustancias o elementos que intervienen en la reacción, en sí es la manera de representarlas.
Reacción química Es también llamado cambio químico y se define como todo proceso químico en el cual una o más sustancias sufren transformaciones químicas. Las sustancias llamas reactantes se combina para formar productos. En la reacción química intervienen elementos y compuestos. Un ejemplo de ello es el Cloruro de Sodio (NaCl) o comúnmente conocido como "sal de mesa" o "sal común". La diferencia entre una ecuación y una reacción química es simple: En la ecuación es la representación simbólica lo cual utilizamos letras, símbolos y números para representarla, mientras que en la reacción química es la forma "practica" de la misma (Cuando se lleva a cabo).
Balanceo de una ecuación química Balancear una ecuación significa que debe de existir una equivalencia entre el número de los reactivos y el número de los productos en una ecuación. Lo cual, existen distintos métodos, como los que veremos a continuación Para que un balanceo sea correcto: "La suma de la masa de las sustancias reaccionantes debe ser igual a la suma de las Masas de los productos" Veremos 3 tipos de balanceo de ecuaciones químicas: Balanceo por TANTEO, OXIDOREDUCCIÓN (REDOX) Y MATEMATICO O ALGEBRAICO: BALANCEO POR TANTEO Para balancear por este o todos los demás métodos es necesario conocer la Ley de la conservación de la materia, propuesta por Lavoisier en 1774. Dice lo siguiente "En una reacción química, la masa de los reactantes es igual a la masa de los reactivos" por lo tanto "La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma" Como todo lleva un orden a seguir, éste método resulta más fácil si ordenamos a los elementos de la siguiente manera: Balancear primero Metales y/o no metales Oxígenos Hidrógenos De esta manera, nos resulta más fácil, ya que el mayor conflicto que se genera durante el balanceo es causado principalmente por los oxígenos e hidrógenos. Balancear por el método de tanteo consiste en colocar números grandes denominados "Coeficientes" a la derecha del compuesto o elemento del que se trate. De manera que Tanteando, logremos una equivalencia o igualdad entre los reactivos y los productos. Ejemplo: Balancear la siguiente ecuación química:
donde:
A, B, C, D, representan los símbolos químicos o la fórmula molecular de los átomos o moléculas que reaccionan (lado izquierdo) y los que se producen (lado derecho).
a, b, c, d, representan los coeficientes estequiométricos , que deben ser ajustados de manera que sean reflejo de la ley de conservación de la masa .
La interpretación física de los coeficientes estequiométricos , si estos son números enteros y positivos, puede ser en átomos o moles. Así, se diría de la ecuación de geometría estequiometrica se subdivide en la siguiente:
Cuando "a" átomos (o moléculas) de A reaccionan con "b" átomos (o moléculas) de B producen "c" átomos (o moléculas) de C, y "d" átomos (o moléculas) de D.
Cuando "a" moles de átomos (o moléculas) de A reaccionan con "b" moles de átomos (o moléculas) de B producen "c" moles de átomos (o moléculas) de C, y "d" moles de átomos (o moléculas) de D. Por ejemplo el hidrógeno (H2) puede reaccionar con oxígeno (O2) para dar agua (H2O). La ecuación química para esta reacción se escribe:
1. Conceptos claves del tema
Concepto de ecuación química Una reacción química es cualquier proceso en el que, por lo menos, los átomos, las moléculas o los iones de una sustancia se transforman en átomos, moléculas o iones de otra sustancia química distinta. Las reacciones químicas se escriben de forma simplificada mediante ecuaciones químicas. En las reacciones químicas se cumple la ley de conservación de la masa, teniendo lugar una re ordenación de los átomos, pero no su creación ni su destrucción. El re ordenamiento de los átomos en la molécula da lugar a una sustancia distinta. Las sustancias que se transforman o modifican en una reacción se llaman reaccionantes, reactivos o reactantes. Las sustancias nuevas que se originan en una reacción química se ll aman productos. Una de las reacciones químicas más usuales es la combustión del gas natural (mezcla de sustancias donde el metano, CH4, es el compuesto principal), cuya ecuación es:
La ecuación está «igualada», esto es, en cada miembro de la reacción hay el mismo número
de átomos de cada elemento.
Las transformaciones que ocurren en una reacción quimica se rigen por la Ley de la conservación de la masa: Los átomos no se crean ni s e destruyen durante una reacc ión químic a.
Entonces, el mismo conjunto de átomos está presente antes, durante y después de la reacción. Los cambios que ocurren en una reacción química simplemente consisten en una reordenación de los átomos. Por lo tanto una ecuaci ón química ha de tener el mis mo número de átomos de cada elemento a ambos lados de la flecha. Se dice entonces que la ecuación está balanceada . 2H2
+
O2
2H2O
Reactivos 4H
y
Productos 2O
=
4H + 2O
Pasos que son necesarios para escribir una reacción ajustada: 1) Se determina cuales son los reactivos y los productos. 2) Se escribe una ecuación no ajustada usando las fórmulas de los reactivos y de los productos. 3) Se ajusta la reacción determinando los coeficientes que nos dan números iguales de cada tipo de átomo en cada lado de la flecha de reacción, generalmente números enteros.
Ejemplo 1: Consideremos la reacción de combustión del metano gaseoso (CH 4) en aire. Paso 1:
Sabemos que en esta reacción se consume (O2) y produce agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2). Luego: los reactivos son CH4 y O2, y los productos son H2O y CO2 Paso 2:
la ecuación química sin ajustar será:
Paso 3:
Ahora contamos los átomos de cada reactivo y de cada producto y los sumamos:
Entonces, una molécula de metano reacciona con dos moléculas de oxí g eno para producir dos moléculas agua y una molécula de dióxido de carbono.
Ejemplo 2:
Ecuación balanceada
Ejemplo 3:
Ajustar primero la molécula mayor
Ahora ajustamos el O.
Multiplicamos por dos:
Ejemplo 4: Descomposición de la urea:
Para balancear únicamente duplicamos NH3 y así:
Ejemplo 5:
Ajuste de las ecuaciones químicas Para ajustar una ecuación química hay que seguir el orden siguiente:
Primero se ajustan los átomos de los metales, teniendo prioridad los más pesados. A continuación se ajustan los no metales, teniendo también prioridad los más pesados.
Se revisa, si es necesario, el ajuste de los metales.
Se comprueba el ajuste contando los átomos de hidrógeno y de oxígeno que intervienen.
Por ejemplo, para ajustar la reacción: BaCl2 + Na2SO4
NaCl
2. CARACTERÍSTICAS Y ECUACIONES QUIMICAS
Una reacción química, cambio químico o fenómeno químico, es todo proceso termodinámico en el cual una o más sustancias (llamadas reactantes), por efecto de un factor energético , se transforman, cambiando su estructura molecular y sus enlaces, en otras sustancias llamadas productos. Los reactantes pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar e l oxígeno del aire con el hierro de forma natural, o una cinta de magnesio al colocarla en una llama se convierte en óxido de magnesio, como un ejemplo de reacción inducida.
A la representación simbólica de las reacciones se les llama ecuaciones químicas.
Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar según cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reacción química. Estas cantidades constantes, las magnitudes conservadas, incluyen el número de cada tipo de átomo presente, la carga eléctrica y la masa total.
Hay problemas resueltos en el FORO DE QUÍMICA 1
H2+ O2
2
N2 + H2
NH3
solución
3
H2O + Na
Na(OH) + H 2
solución
4
KClO3
5
BaO2 + HCl
6
H2SO4 + NaCl
7
FeS2
8
H2SO4 + C
9
SO2 + O2
10 NaCl
solución
H20
KCl + O2 BaCl2 + H2O2 Na2SO4 + HCl
Fe3S4 + S2 H20 + SO2 + CO2
solución solución solución solución solución
SO3
solución
Na + Cl 2
solución
11 HCl + MnO2
MnCl2 + H20 + Cl2
solución
12 K2CO3 + C 13 Ag2SO4 + NaCl 14 NaNO3 + KCl 15 Fe2O3 + CO
solución
CO + K Na2SO4 + AgCl NaCl + KNO3 CO2 + Fe
16 Na2CO3 + H2O + CO2
NaHCO3
solución solución solución solución
17 FeS2 + O2
Fe2O3 + SO2
solución
18 Cr2O3 + Al
Al2O3 + Cr
solución
19 Ag + HNO3
NO + H2O + AgNO3
solución
20 CuFeS2 + O2
SO2 + CuO + FeO
solución
3. Clases de reacciones químicas: (características, formula general, ejemplos e importancia) CARACTERISTICAS
Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar según cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reacción química. Estas cantidades constantes, las magnitudes conservadas, incluyen el número de cada tipo de átomo presente, la carga eléctrica y la masa total. La importancia de dichas reacciones es notoria en muchos aspectos de la vida diaria en fenómenos tales como explosiones; procesos vitales tales como alimentación, respiración etc. Todas las sustancias que a diario utilizamos son o fueron producto de reacciones químicas.
FORMULA GENERAL Proceso en el que cambia la naturaleza de una o varias sustancias (reactivos), transformándose en otras nuevas (productos). Esto supone un re ordenamiento de los átomos, mediante la ruptura de unos enlaces y la formación de otros nuevos. Una reacción química se representa mediante una ecuación química: En el primer miembro aparecen las fórmulas de las sustancias que reaccionan (reactivos), y en el segundo miembro aparecen las fórmulas de las sustancias que se forman (productos), separados por una flecha, si la reacción es irreversible o por dos (una para cada sentido), si la reacción es reversible. Además de las fórmulas de las sustancias, deben aparecer los denominados coeficientes estequiométricos, los cuales nos indican la proporción (moles) de las sustancias que intervienen en la reacción (ajuste). En algunos casos es necesario adjuntar el estado de agregación de la materia entre paréntesis (sólido, líquido o gas). La fórmula general será del tipo: xA+yB zC+tD donde A y B son los reactivos, C y D los productos formados tras la reacción, y `x, y, z, t' son los coeficientes estequiométricos. EJEMPLOS:
a) 2Na + Cl2 2NaCl (irreversible) b) H2CO3 CO2 + H2O (reversible) c) 2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) (estados de agregación) Los números de color azul son los coeficientes estequiométricos.
Fórmulas a. Conceptos de símbolo y fórmula. Símbolo químico. Es la representación escrita y abreviada del nombre de un elemento químico.
Todos los elementos químicos tienen su propio nombre, el cual se ha - abreviado mediante un símbolo que está compuesto o formado por una, dos y hasta tres letras; por ejemplo, hay un elemento químico llamado Calcio cuyo nombre se ha abreviado a dos letras Ca, que forman así el símbolo del Calcio; así pues, se establece simplemente que los símbolos químicos representan a los elementos o sustancias simples. Formula química. Es la representación escrita y abreviada de una sustancia.
Las formulas son como una clave química o una notación (representación por medio de signos convencionales). Cada tipo de sustancia existente tiene su propia formula, o sea, una formula sirve para identificar a una sustancia en particular. b. Tipos de fórmulas.
Existen tres tipos fundamentales o principales de fórmulas: molecular, desarrollada o estructural y semi-desarrollada.
Formula molecular : es la representación gráfica y real de una sustancia. Es conocida
también como fórmula condensada. Esta fórmula nos indica que clase de elementos químicos componen a la sustancia que representa (aspecto cualitativo), así como la cantidad de átomos de cada elemento (aspecto cuantitativo); la misma está compuesta de Símbolos químicos y números. Los números son enteros y pequeños, llamados subíndices, e indican la cantidad de átomos del elemento químico que lo conlleva; se ubican en la parte inferior derecha de cada símbolo, y cuando no aparece ningún número como sub-índice entonces se supone que es uno (1), el cual nunca se escribe. Observe las situaciones siguientes: H es el símbolo químico de un átomo de Hidrogeno; no es una formula. H2 es la fórmula de dos átomos de Hidrogeno unidos (molécula). O es el símbolo químico de un átomo de Oxigeno; no es una formula. O2 es la fórmula molecular del Oxigeno (sustancia simple). H2O es la fórmula de una molécula de agua (sustancia compuesta). Más ejemplos de formula molecular.
Observe que todas las formulas anteriores tienen coeficiente uno (1), por lo que cada una de ellas representa tan solo a una molécula de su respectiva sustancia. De aquí proviene su nombre de formula molecular. Formula desarrollada: es la representación espacial de una molécula de cualquier sustancia, mediante todos sus símbolos y enlaces químicos( guiones).
También se conoce como fórmula estructural. Los símbolos químicos se unen mediante guiones o líneas de Lang- muir, las que representan a los enlaces químicos, formándose así toda una estructura.
Otra manera de representar a la formula desarrollada o estructural es la siguiente:
Más ejemplos de fórmulas molecular y desarrollada:
La fórmula desarrollada proporciona más información sobre una sustancia en particular, pues muestra la composición y estructura de una molécula, es decir, esta fórmula muestra un bosquejo de los tipos y cantidades de los á- tomos que forman a una sustancia química, así como también la manera en que se unen o enlazan tales átomos. Se sabe que una molécula es la estructura más pequeña y representativa de una sustancia; y esta fórmula explica gráficamente esto: la clase y cantidad de átomos (composición) de una molécula, y la posición (estructura) de es tos. Las líneas de color negro que unen a los átomos, en la formula desarrollada, representan a los enlaces quími cos o uniones entre los átomos de una molécula (compartición, pérdida y ganancia de electrones entre átomos). Formula semi- desarrollada: es la representación semi-condensada de una sustancia.
También conocida como semi-condensada. Esta fórmula es muy utilizada en Química orgánica; sin embargo, la misma no reviste interés para nuestro estudio, por lo que no se detallara. Ejemplos de formula semi-desarrollada.
Ecuaciones químicas Antes de explicar el concepto de ecuación química debemos de estudiar lo de las reacciones químicas. Cuando dos o más sustancias se combinan entre si entonces reaccionan y origina una o más sustancias nue nuevas; es decir, las reacciones químicas significan cambios químicos o intercambios de átomos entre las sustancias que se combinan. Esto es que, uno o más átomos de una de las sustancias combinadas se separan y luego se unen a la otra sustancia, e igual puede suceder en la otra sustancia, produciéndose así un reacomodo de átomos y, por lo tanto, nuevas sustancias. En la combinación de dos o más sustancias puras no hay re-acomodo de átomos, sino que estos simplemente se u - nen o enlazan. Lo que sucede dentro de las reacciones químicas no puede ser apreciado por el sentido de la vista, y ni siquiera mediante el mejor de los microscopios; sin embargo, el hombreha razonado esta situación y ha sabido ex plicarla por escrito mediante las ecuaciones químicas. a. Concepto de ecuación química. Es la representación escrita de una reacción química, mediante símbolos.
Usted ya comprende lo que es una reacción química; ahora bien, mediante una ecuación química se explica en qué tipo de sustancias se convierten aquellas sustancias que se combinan; y esta explicación se hace abreviadamente y por escrito, mediante símbolos y números. A veces los elementos químicos que forman a una sustancia compuesta se separan químicamente con solo aplicar les calor, y así se originan nuevas sustancias, lo cual es también una reacción química y, por lo tanto, hay una ecua - ción química para ello. En resumen, en una ecuación química se muestran las sustancias y sus respectivas cantidades que se combinan (llamadas reactivos), así como también las sustancias que se producen (nuevas) o que resultan de tal combinación (productos). b. Partes de una ecuación. Una ecuación está formada por varias partes, las cuales se
pueden agrupar de dos maneras: reactivos y productos, y símbolos y números. Reactivos y productos. Las sustancias que se combinan se llaman reactivos, y se localizan a
la izquierda de la ecua- ción; y a las sustancias que resultan de tal combinación se les nombra productos (sustancias nuevas), localizadas a la derecha de la ecuación. Por ejemplo, cuando el Hidrogeno se combina con Oxigeno (reactivos) reaccionan y originan una nueva sustancia llamada agua (producto); esta reacción química se puede representar mediante una ecuación denominada ecuación del agua, así:
EJEMPLOS Reacción Ácido Base: 1. 2HCl + Zn –> ZnCl2 + H2 2. NaOH + HCL –> NaCl + H2O 3. Fe(OH)2 + H2SO4 –> FeSO4 + H2O 4. CuO + 2HCL –> CuCl2 + H2O Reacción de Combustión: 1. O2 + C –> CO2 2. 2SH2 + 3O2 –> 2SO2 + 2H2O 3. Cu + O2 –> CuO2 Reacción de Oxidación: 1. 2Fe + O2 = 2FeO 2. 4Al + 3O2 = 2Al203 3. 2Mg + O2 –> 2MgO El producto de una reacción química es una substancia de naturaleza totalmente diferente a la de los reactivos.
procesos químicos ocurridos
Una reacción de síntesis' o reacción de combinación es un proceso elemental en el que dos sustancias químicas reaccionan para generar un solo producto. Elementos o compuestos sencillos que se unen para formar un compuesto más complejo. La siguiente es la forma general que presentan este tipo de reacciones: Donde A y B representan cualquier sustancia química. Algunas reacciones de síntesis se dan al combinar un óxido básico con agua, para formar un hidróxido, o al combinar el óxido de un no metal con agua para producir un oxi-ácido. Ejemplos:
Na2O(s) + H2O(l) → 2Na(OH)(ac)
SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(ac)
Otras reacciones de síntesis se dan al combinar un no metal con hidrógeno, para obtener un hidrácido. Ejemplo:
Cl2(g)+ H2(g) → 2HCl(g)
La oxidación de un metal, también es una reacción de síntesis o de combinación. Ejemplo:
4Na(s) + O2(g) → 2Na2O(s) kk
Los productos que se obtienen de ciertos reactivos dependerán de las condiciones persistentes en la reacción química en cuestión, aunque, si bien es una realidad esto que se sostiene que los productos varían de acuerdo a las condiciones, determinadas cantidades no sufren ningún tipo de modificación y por tanto permanecen constantes en cualquier reacción química.
La física reconoce dos grandes modelos de reacciones químicas, las reacciones ácidobase, que no presentan modificaciones en los estados de oxidación y las reacciones redox, que por el contrario sí presentan modificaciones en los estados de oxidación. En tanto, dependiendo del tipo de productos que resulta de la reacción a las reacciones químicas se las clasifica de la siguiente manera: reacción de síntesis (elementos o compuestos simples se unen para conformar un compuesto más complejo), reacción de descomposición (el compuesto se fragmenta en elementos o compuestos más simples; un solo reactivo se convierte en productos), reacción de desplazamiento o simple sustitución (un elemento reemplaza a otro en un compuesto) y reacción de doble desplazamiento o doble sustitución (los iones de un compuesto modifican lugares con los propios de otro compuesto para conformar dos sustancias diferentes).
DESPLAZAMIENTO DE REACCIONES QUIMICAS
En general se presenta cuando un elemento químico mas activo o mas reactivo desplaza a otro elemento menos
reactivo que se encuentra formando parte de un compuesto; el elemento que a sido desplazado queda en forma libre. En el caso de los metales, los mas activos son los metales alcalinos y metales alcalinos térreos. En el caso de los no metales, los mas reactivos son algunos halogenos : Fl2 , Cl2 , Br2 ; además del oxígeno y el fósforo.
También llamada de doble descomposición o metátesis, es una reacción entre dos compuestos que
generalmente están cada uno en solución acuosa. Consiste en que dos elementos que se encuentran en compuestos diferentes intercambian posiciones, formando dos nuevos compuestos. Estas reacciones quimicas no presentan cambios en el numero de oxidación o carga relativa de los elementos, por lo cual también se le denominan reacciones NO – REDOX.
Esquema General:
Ejemplos: En reacciones de precipitación se producen sustancias parcialmente solubles o insolubles, los cuales van al fondo del recipiente donde se realiza la reaccion quimica. Los precipitados por lo general presentan colores típicos, razón por la cual son usados en quimica analítica para reconocimiento de elementos y compuestos.
Una reacción REDOX, implica transferencia eléctrica, es decir, que para una reacciónde este tipo suceda necesariamente
una especie química debe ceder electrones y otra debe captar o aceptar esos electrones. La oxidación es el proceso en que un átomo, ión o molécula pierde uno o máselectrones; la reducción implica ganancia de uno o más electrones por parte de un átomo, in o molécula. Un agente reductor es una sustancia que pierde uno o más electrones y en este proceso se oxida;un agente oxidante gana uno o más electrones y con ello se reduce. Dicho de otra forma, un reductor es un donador de electrones y un oxidante es un r eceptor de electrones La gran mayoría de reacciones que son de interés, en química son reacciones de reducción y oxidación, como ejemplos tenemos: la combustión de los hidrocarburos, la acción de los agentes blanqueadores de uso domestico, la obtención de los metales a partir de sus minerales, el proceso de respiración, proceso de digestión, reacción que ocurre en la pila seca y baterías, etc..
1. REACCIONES DE DESPLAZAMIENTO O SUSTITUCIÓN
2. Esuna reacción en la cual los átomos de un elemento sustituyen o reemplazan los átomos de otro en un compuesto. A + BX AX + B 3. METAL + AGUA → HIDRÓXIDO + HIDRÓGENO El litio (un metal) desplaza 1 átomo de hidrógeno de la molécula de agua. 2 Li + 2 H2O 2 LiOH + H2 4. METAL + ACIDO → SAL + HIDRÓGENO El litio (un metal) desplaza 1 átomo de hidrógeno de la molécula de ácido. 2 Li + 2 HCl 2 LiCl + H2 5. METAL1 + SAL → SAL + METAL2 Los átomos de cobre (otro metal) sustituyen a los átomos de plata ( otro metal). Cu + 2 AgNO3 2 Ag + Cu(NO3)2 6. HALÓGENO1 + SAL → SAL + HAL ÓGENO2 Un no metal (el flúor) reemplaza a otro no metal (el bromo). F2 + 2 NaBr 2 NaF + Br2 7. La capacidad de una sustancia de reaccionar con otra se denomina REACTIVIDAD. Los elementos más reactivos pueden desplazar a los elementos menos reactivos, generándose una reacción, sin embargo, un elemento menos activo no puede reemplazar a otro más activo, por lo cual no se genera una reacción química. 8. Por ejemplo: Br2 + 2NaF NO REACCIONA Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu Mg + AlCl2 MgCl2 + Al Br2 + MgCl2 NO REACCIONA
REACCIONES REVERSIBLES
En la naturaleza hay muchos procesos reversibles, es decir, procesos que se dan en dos sentidos. Así, son ejemplos de procesos físicos reversibles la sublimación de un sólido en un recipiente cerrado, la evaporación de un líquido en un recipiente cerrado... Naftalina sólida
Naftalina gaseosa
Hay procesos químicos reversibles y, al final de la reacción, lo que obtenemos es una m ezcla de reactivos y de productos. A esta situación final la llamamos equilibrio químico y, aunque las concentraciones de las diferentes sustancias permanecen constantes, éste no es estático ya que tanto los productos como los reactivos continúan reaccionando. N2O4(g)
2 NO2(g)
REACCIONES IREVERSIBLES
La reacción ocurre hasta que se agota al menos uno de los reactivos, que se llama «reactivo limitante» . Puede simbolizarse con la siguiente ecuación química:
1
2
Esta sería la ecuación de dos substancias que reaccionan entre sí para dar dos productos, a, b y c , d son los coeficientes estequiométricos, el número de moles relativos de los reactivos A , B y de los productos C , D respectivamente. La flecha indica un único sentido para la reacción .
3
Las reacciones de combustión son un ejemplo de reacciones irreversibles, en las que K puede tomar valores enormes.
Por ejemplo el petróleo –que podemos simbolizar con
, o la madera, arden en presencia de oxígeno (O2) para
transformarse principalmente en dióxido de carbono (CO2) y agua (H2 O), liberando energía térmica (reacción exotérmica ). Estos productos necesitarán de procesos biológicos de fotosíntesis para volver a transformarse en substancias orgánicas , pero no se transformarán de forma espontánea en los reactivos originales .
4
Las reacciones de los hidrocarburos (por ejemplo el petróleo y sus derivados) pueden representarse de esta manera:
Otra reacción química irreversible es aquella en la que uno de los productos, al menos, escapa del sistema reaccionante, por ejemplo, como lo hace el dióxido de carbono (volátil) en la reacción siguiente:
Cuando la constante de equilibrio de una reacción reversible es muy grande, a los fines prácticos puede considerarse que es irreversible y que ocurre en una sola dirección. Aún cuando en el equilibrio exista una reacción inversa, ésta será insignificante. Esto último puede ser considerado un caso extremo, "casos especiales" de reacciones reversibles, aquellas en la que la constante de equilibrio es de un valor grande. Cuando el cambio de la energía libre de Gibas es grande, también lo será la constante de equilibrio, y las concentraciones de los reactivos en el equilibrio serán muy pequeñas. Tal reacción es considerada en la práctica una reacción irreversible, aún cuando en realidad pequeñas cantidades de los reactivos estarán presentes en el sistema de reacción en el equilibrio.
Se llama reacción reversible a la reacción química en la cual los productos de la reacción vuelven a combinarse para generar los reactivos.
Este tipo de reacción se representa con una doble flecha, donde la flecha indica el sentido de la reacción. Esta ecuación representa una reacción directa (hacia la derecha) que ocurre simultáneamente con una reacción inversa (hacia la izquierda):
aA + bB = cC + dD
Donde a, b y c, d representan el número de moles relativos de los reactivos A, B y de los productos C, D respectivamente y se los llama coeficientes estequiométricos.
CAMBIOS ENÉRGICOS PRODUCIDOS EXOTERMICAS 1 Se denomina reacción exotérmica a cualquier reacción química que desprenda energía, ya sea como luz o calor , o lo que es lo mismo: con una variación negativa de la entalpía ; es decir: - ΔH. El prefijo exo significa «hacia fuera». Por lo tanto se entiende que las reacciones exotérmicas liberan energía. Considerando que
A, B, C y D representen
sustancias genéricas, el esquema general de una reacción exotérmica se puede escribir de la siguiente manera:
A + B → C + D + calor
Ocurre principalmente en las reacciones de oxidación . Cuando éstas son intensas pueden generar fuego. Si dos átomos de hidrógeno reaccionan entre sí e integran una molécula, el proceso es exotérmico. H + H = H2 ΔH = -104 kcal/mol
Son cambios exotérmicos las transiciones de gas a líquido (condensación) y de líquido a sólido (solidificación). Un ejemplo de reacción exotérmica es la combustión. La reacción contraria, que consume energía, se denomina endotérmica.
Cambios energéticos en las reacciones químicas
Uno de los objetivos de estudio de la química es la trasformación de la materia debida a su interacción con la energía. La energía implicada es unareacción química por lo general se observa en forma de calor y expresa como el calor de reacción. Ejemplo: 1cal = 4.184 J 1kcal = 4.184 kJ Entalpía de reacción Un cambio en la entalpia es elcalor absorbido o desprendido de la reacción. ⍙H = H (productos) –H (reactivos)
El cambio de entalpia se escribe del l ado derecho de la ecuación química. H2 (g) + 1/202(g) H2 O (1) ⍙H = -286 kJ Elvalor de ⍙H se puede determinar experimentalmente midiendo el flujo de calor que acompaña a una reacción a presión constante. La medición de flujo de calor se llama calorimetría y el aparato con elcual se mide se llama calorímetro. Velocidad de reacción Es el cambio en la concentración de un reactivo o producto por unidad de tiempo. La parte de la química encargada de estudiar la velocidad delas reacciones y delos factores que la modifican se llaman cinética química. La velocidad de una reacción química , permite al químico diseñar un producto para obtener un alto rendimiento deproducto, la velocidad de reacción también es importante e el procesamiento de alimentos. Teoría de colisiones Esta permite explicar la velocidad de una reacción química. La frecuencia de colisióndepende de la concentración de los reactivos y de su temperatura. Un aumento en la temperatura afecta también la frecuencia de colisiones debido a que las partículas se mueven con mayor rapidez. Laenergía de activación para una reacción depende del tipo específico de las sustancias que participan. La energía de activación de activación se puede suministrar en forma de calor o de luz.
ENDOTERMICAS
Se denomina reacción endotérmica a cualquier reacción química que absorbe energía. Si hablamos de entalpía (H), una reacción endotérmica es aquella que tiene un incremento de entalpía o ΔH positivo. Es decir, la energía que poseen los productos es mayor a la de los reactivos. Las reacciones endotérmicas y especialmente las relacionadas con el amoníaco impulsaron una próspera industria de generación de hielo a principios del siglo XIX. Actualmente el frío industrial se genera con electricidad en máquinas frigoríficas.
Ejemplo de reacción endotérmica Un ejemplo de reacción endotérmica es la producción de l 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 ; ΔH > 0
Una reaccion endotermica es aquella reaccion que toma energia del medio para poder ocurrir, en particular toma energia termica del medio para poder ocurrir, estas reacciones se ven favorecidas al aplicarles calor, de otra manera serian muy lentas o no ocurririan
Un ejemplo de reaccion endotermica es la produccion de sulfuro de hierro a partir de hierro y azufre:
Fe (s) + S (s) + calor ---> FeS (s)
otro ejemplo es la produccion de hierro m etalico a partir de oxido de hierro y de carbono tipo grafito, esta reaccion es usada en la industria siderurgica para la produccion de hierro:
FeO (s) + C (graf.) ---> Fe (s) + CO (g)
4. Métodos para balancear ecuaciónes químicas: procedimientio y ejemplos BALANCEO DE ECUACIONES POR TANTEO Una reacción química es la manifestación de un cambio en la materia y la isla de un fenómeno químico. A su expresión gráfica se le da el nombre de ecuación química, en la cual, se expresan en la primera parte los reactivos y en la segunda los productos de la reacción.
En este tema aprenderás a determinar los coeficientes para balancear una ecuación. Observa la siguiente ecuación: 2 C4H10(g) + 13 O2(g) --> 8 CO2(g) + 10 H2O(g) + 872 kJ Los números 2, 13, 8 y 10 se llaman coeficientes l¿ De dónde salieron? ¿Para qué sirven? Balancear significa buscar un “punto de equilibrio” entre dos parte; precisamente el balanceo de ecuaciones consiste en que busques que “coeficientes” debes de anotar para que la “cantidad” de cada uno de los elementos que está en los reactantes se iguale con l a de los productos.
El hierro Fe, al contacto con el aire, lentamente se va oxidando, hasta transformarse en un polvo café- r ojizo; éste es un ejemplo de reacción química. Para escribir la ecuación de esta reacción; primero anotas las sustancias que están reaccionado, que son el fierro ( Fe) y el oxígeno (O2) , después una flecha que indica la transformación y enseguida los pr oductos. La ecuación queda de la siguiente manera: Fe + O2 ______ F e2O3
Pero esta ecuación no esta completa, le faltan los “coeficientes”que indican que la ecuación está balanceada. ¿ Cómo los vas a encontrar?, ¿Cuáles son esos números? Para determinar los coeficientes se puede hacer por dos métodos: A) Por tanteo B) Por oxido-reducción.
A) Balanceo por tanteo Pasos: 1.Contar la “cantidad” que hay de cada elemento.
Para esto observa si los el ementos tienen subíndice, este número indica la cantidad, si no tienen número significa que es uno. Ejemplo en los reactantes el Fe no tiene subíndice, entonces hay uno , el oxigeno tiene subíndice 2, significa que son dos, en los productos el Fe tiene un subíndice 2, por lo tanto hay dos y el oxígeno tiene un tres, entonces hay 3. Escribes esta información, debajo de la ecuación.
Fe + O2 Fe2O3 Reactantes Productos Fe 1 2
O23 2. La ecuación no esta balanceado porque l as cantidades de Fierro y Oxígeno son diferentes en los reactantes y en los productos, el siguiente paso es anotar un coeficiente 2, 3, 4, etc, empieza con el dos, si no da, intenta con el que sigue y así sucesivamente, volver a c ontar la cantidad de cada elemento en cada intento, hasta que la ecuación quede bal anceada.
Veamos que sucede si anotamos como coeficiente un 2 al Fe (Recuerda el lugar donde se escriben los coeficientes) 2 Fe + O2 ____ Fe2O3 Reactantes Productos Fe 2 2 O23 Con este 2 queda balanceado el Fe, pero que coeficiente le ponemos al O2, si le ponemos un 2 no nos sirve porque serian 4 oxígenos en los reactantes ( el subíndice 2 del oxígeno se multiplica por el coeficiente 2) y en los productos hay tres, pero que sucede si l e anotamos un 3 4Fe + 3O2 _____ 2Fe2O3 Reactantes Productos Fe 4x1 =4 2x2 =4 O 3x2 = 6 2x3 =6 Los coeficientes son 4 para el Fe, 3 para el O2 y 2 para el Fe2O3,
Tarea no. 3 BALANCEA LAS SIGUIENTES ECUACIONES Sabes que es necesario ser perseverante, no te desanimes si no puedes a la p rimera vez, inténtalo, cuantas veces sea necesario.
1) Mg + O2 ___ MgO
2) Na + H2O _____ NaOH
3) Mg + N2 ____ Mg3N2
4) MnO2 + Al ____ Al2O3 + Mn
5) H2 O ____ H2 + O2
6) Ca + O2 ___ CaO
7) P4O10 + H2O _____ H3PO4
8) Ca + N2 ____ Ca3N2
9) CdCO3 ____ CdO + CO2
10) C2H6 O + O2 ____ CO2 + H2O
balanceo de ecuaciones por oxido reducción
La oxidación es una reacción química muy poderosa donde un elemento cede electrones, y por lo tanto aumenta 3 su estado de oxidación . Se debe tener en cuenta que en realidad una oxidación o una reducción es un proceso por el cual cambia el estado de oxidación de un compuesto. Este cambio no significa necesariamente un intercambio de iones. Suponer esto -que es un error común- implica que todos los compuestos formados mediante un proceso redox son iónicos, puesto que es en éstos compuestos donde sí se da un enlace iónico, producto de la transferencia de electrones. Por ejemplo, en la reacción de formación del cloruro de hidrógeno a partir de los gases dihidrógeno y dicloro, se da un proceso redox y sin embargo se forma un compuesto covalente. Estas dos reacciones siempre se dan juntas, es decir, cuando una sustancia se oxida, siempre es por la acción de otra que se reduce. Una cede electrones y la otra los acepta. Por esta razón, se prefiere el término general de reacciones redox .
En una reacción si un elemento se oxida, también debe existir un elemento que se reduce. Recordar que una reacción de oxido reducción no es otra cosa que una perdida y ganancia de electrones, es decir, desprendimiento o absorción de energía (presencia de luz, calor, electricidad, etc.) Para balancear una reacción por este método , se deben considerar los siguiente pasos 1)Determinar los números de oxidación de los diferentes compuestos que existen en la ecuación. Para determinar los números de oxidación de una sustancia, se tendrá en cuenta lo siguiente:
En una formula siempre existen en la misma cantidad los números de oxidación positivos y negativos El Hidrogeno casi siempre trabaja con +1, a ecepcion los hidruros de los hidruros donde trabaja con -1
El Oxigeno casi siempre trabaja con -2
Todo elemento que se encuentre solo, no unido a otro, tiene numero de oxidación 0
2) Una vez determinados los números de oxidación , se analiza elemento por elemento, comparando el primer miembro de la ecuación con el segundo, para ver que elemento químico cambia sus números de oxidación 0 0 +3 -2 Fe + O2 Fe2O3 Los elementos que cambian su numero de oxidación son el Fierro y el Oxigeno, ya que el Oxigeno pasa de 0 a -2 Y el Fierro de 0 a +3
3) se comparan los números de los elementos que variaron, en la escala de Oxidoreducción 0 0 +3 -2 Fe + O2 Fe2O3 El fierro oxida en 3 y el Oxigeno reduce en 2 4) Si el elemento que se oxida o se reduce tiene numero de oxidación 0 , se multiplican los números oxidados o reducidos por el subíndice del elemento que tenga numero de oxidación 0 Fierro se oxida en 3 x 1 = 3 Oxigeno se reduce en 2 x 2 = 4 5) Los números que resultaron se cruzan, es decir el numero del elemento que se oxido se pone al que se reduce y viceversa 4Fe + 3O2 2Fe2O3 Los números obtenidos finalmente se ponen como coeficientes en el miembro de la ecuación que tenga mas términos y de ahí se continua balanceando la ecuación por el método de tanteo Otros ejemplos KClO3 KCl + O2 +1 +5 -2 +1 -1 0 KClO3 KCl + O2 Cl reduce en 6 x 1 = 6 O Oxida en 2 x 1 = 2 2KClO3 2KCl + 6O2 Cu + HNO3 NO2 + H2O + Cu(NO3)2 0 +1 +5 -2 +4 -2 +2 -2 +2 +5 -2 Cu + HNO3 NO2 + H2O + Cu(NO3)2 Cu oxida en 2 x 1 = 2 N reduce en 1 x 1 = 1 Cu + HNO3 2NO2 + H2O + Cu(NO3)2 Cu + 4HNO3 2NO2 + 2H2O + Cu(NO3)2 Balanceo de ecuaciones por el método algebraico Este método esta basado en la aplicación del álgebra. Para balancear ecuaciones se deben considerar los siguientes puntos
1) A cada formula de la ecuación se le asigna una literal y a la flecha de reacción el signo de igual. Ejemplo: Fe + O2 Fe2O3 ABC 2) Para cada elemento químico de la ecuación, se plantea una ecuación algebraica Para el Fierro A = 2C Para el Oxigeno 2B = 3C 3) Este método permite asignarle un valor (el que uno desee) a la letra que aparece en la mayoría de las ecuaciones algebraicas, en este caso la C Por lo tanto si C = 2 Si resolvemos la primera ecuación algebraica, tendremos: 2B = 3C 2B = 3(2) B = 6/2 B=3 Los resultados obtenidos por este método algebraico son A=4 B=3 C=2 Estos valores los escribimos como coeficientes en las formulas que les corresponden a cada literal de la ecuación química, quedando balanceada la ecuación 4Fe + 3O2 2 Fe2O3 Otros ejemplos HCl + KmNO4 KCl + MnCl2 + H2O + Cl2 ABCDEF
A = 2E
Cl) A = C + 2D + 2F
B =C
Mn) B = D O) 4B = E Si B = 2
4B = E 4(2) = E E=8 B=C C=2 B=D D=2 A = 2E A = 2 (8) A = 16 A = C + 2D + 2F 16 = 2 + 2(2) + 2F F = 10/2 F=5 16HCl + 2KmNO4 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2
Balanceo de ecuaciones por método algebraico
Este método esta basado en la aplicación del álgebra. Para balancear ecuaciones se deben considerar los siguientes puntos 1) A cada formula de la ecuación se le asigna una literal y a la flecha de reacción el signo de igual. Ejemplo: Fe + O2 Fe2O3 A B C 2) Para cada elemento químico de la ecuación, se plantea una ecuación algebraica Para el Fierro A = 2C Para el Oxigeno 2B = 3C 3) Este método permite asignarle un valor (el que uno desee) a la letra que aparece en la mayoría de las ecuaciones algebraicas, en este caso la C Por lo tanto si C = 2 Si resolvemos la primera ecuación algebraica, tendremos: 2B = 3C 2B = 3(2) B = 6/2 B=3 Los resultados obtenidos por este método algebraico son A = 4 B=3 C=2 Estos valores los escribimos como coeficientes en las formulas que les corresponden a cada literal de la ecuación química, quedando balanceada la ecuación 4Fe + 3O2 2 Fe2O3
Balanceo de ecuaciones por ion electrón
En el semestre anterior de química, usted balanceó ecuaciones químicas sencillas por simple inspección o tanteo. Muchas ecuaciones son demasiado complejas para que este procedimiento de balanceo por tanteo resulte práctico; sin embargo, la gran mayoría de las reacciones de interés en este semestre (electroquímica, equilibrio iónico) son reacciones de óxidoreducción que comprenden la transferencia de electrones de un reactivo a otro, y en estos casos, el balanceo se efectúa aplicando procedimientos sistemáticos. Este último capítulo esta dedicado a los métodos comúnmente usados para el balanceo de estas ecuaciones, a saber el m étodo de la media reacción (o del ión-electrón) y el método del número de oxidación. Antes de estudiar estos dos métodos de balanceo o igualación de ecuaciones de la media REDOX daremos unas definiciones importantes.
Oxidación: Se refiere a la media reacción donde un átomo o un grupo de átomos pierden eReducción: Se refiere a la media reacción donde un átomo o un grupo de átomos ganan eAgente Oxidante: Es la sustancia que se reduce ( gana e-) provocando la oxidación. Ejemplo : NO3- + 2H+ + e- NO2 + H2O (Reducción)
N+5 + e- N+4 (Reducción) Agente Reductor: Es la sustancia que se oxida (pierde e-) provocando la reducción. Ejemplo: C + 2H2O C2O + 4H+ + 4e- (Oxidación)
5. Importancia de las reacciones químicas para el hombre, la industria y la naturaleza. Descripción de los procesos, importancia, ecuaciones químicas y dibujos que
representen dichos procesos.
COMBUSTIÓN
Se ha elaborado la Unidad Didáctica, Estudio de las Reacciones Oxidación-Reducción para ser desarrollada con alumnos y alumnas de 12 a 14 años que cursan el 1er. grado, 1er. ciclo del Nivel Medio, como una alternativa a las problemáticas detectadas como resultados de la investigación realizada en los diferentes libros de Química y prácticas de laboratorio de uso común en nuestras aulas. La Unidad Didáctica corresponde al último bloque de contenidos que presenta el diseño curricular para el grado, se relaciona con otros bloques como son: Enlace y Estructura Química y Equilibrio Químico y Equilibrio Iónico. Se atenderán ejes transversales como: Educación para la Salud, Ciencia y Tecnología, Contexto Social y Natural y Democracia y Participación. Continuamente ocurren en nuestro medio transformaciones, unas de ellas las reacciones de oxidación-reducción constituyen parte importante de nuestras vidas. ¿Cómo sería nuestra vida sin pilas, sin baterías para los automóviles?, ¿y sin energía ? En nuestro cuerpo, en este instante, están ocurriendo reacciones redox, ejemplo de ellas es la respiración, o más en concreto, la oxigenación de la sangre en los pulmones, la combustión de los nutrientes en las células, etc.
El oxígeno tiene la capacidad de combinarse con diversos elementos para producir óxidos. Por ende, oxidación es la combinación del oxígeno con otra sustancia. Existen oxidaciones que son sumamente lentas, como por ejemplo la del hierro. Cuando la oxidación es rápida se llama combustión. Pues bien, la combustión se refiere a las reacciones químicas que se establecen entre cualquier compuesto y el oxígeno. A esto también se le llama reacciones de oxidación. De este tipo de proceso se desprenden energía lumínica y calórica y se llevan a cabo rápidamente. Cabe destacar que los organismos vivientes, para producir energía, utilizan una combustión controlada de los azúcares. (Ver Combustión a nivel celular ).
El material que arde, como el kerosén y el alcohol, es el combustible y el que hacer arder, como el oxígeno, se llama comburente.
Ignición es el valor de temperatura que debe presentar el sistema fisicoquímico para que se pueda dar la combustión de manera natural. El proceso termina cuando se consigue el equilibrio entre la energía de los compuestos que reaccionan y l a de los productos de la reacción. Con el punto de ignición se alcanza la temperatura de inflamación, activado por la energía de una chispa o por la ll ama de un fósforo.
Triángulo de la combustión. Si uno de los tres factores se elimina, el fuego se extingue. Son el carbono y el hidrógeno (hidrocarburos) elementos que entran en combustión más fácilmente. El heptano, propano y el met ano entre otros- son sustancias que se utilizan como combustibles, es decir, como fuentes de calor proporcionados por l a combustión.
En síntesis, la combustión se produce cuando convergen los siguientes factores:
-El combustible, es decir, el material que arde (gas, alcohol, carbón, madera, plástico).
-El comburente, el material que hacer arder (oxígeno).
-La temperatura de inflamación, la temperatura más baja a la cual el material inicia la combustión para seguir ardiendo. A modo de resumen
Cuando una sustancia se quema (arde) se produce un fenómeno llamado combustión.
La combustión es un proceso de transformación de la materia que se inicia con un aporte de energía y que, en presencia de oxígeno, da lugar a la formación de nuevas sustancias y a la liberación de energía en forma de calor y luz.
Cuando se quema un papel, el aporte de energía lo proporciona la llama; la reacción ocurre en presencia del aire, el cual contiene oxígeno.
Al producirse la reacción química entre el combustible, en este caso el papel (el que arde) y el comburente, oxígeno (el que hace arder) se obtienen como productos de la reacción química, en general, CO2, H2O ycenizas que corresponden al residuo mineral del papel.
La masa inicial del papel se transformó entonces en cenizas y gases que fueron liberados a l a atmósfera. Además, se produce calor y l uz.
RESPIRACIÓN
La naturaleza es dinámica. Tanto la materia viva como la inerte sufren continuamente procesos de transformación, de los cuales los más importantes son los que afectan a su constitución. La formación de las rocas, la erosión química de las aguas, el nacimiento de una planta o la respiración de un m amífero son procesos observables que suponen cambios de unas sustancias en otras. Todos ellos, más allá de sus diferencias, tienen algo en común: implican transformaciones a escala molecular, que son l as responsables de los cambios materiales observables a simple vista.
Se estará estudiando acerca de la fotosíntesis y la respiración, tomando en cuenta de que la vida sobre la tierra existe gracias a dos procesos vitales los cuáles son precisamente la fotosíntesis y la respiración. La fotosíntesis tiene que ver con la forma cómo las plantas transforman la energía solar en energía química liberando al mismo tiempo oxígeno y agua y almacenando la energía bajo la forma de carbohidratos. La respiración se refiere al proceso mediante el cual las plantas toman oxígeno y desprenden dióxido de carbono. Ambos procesos son inversos.
Fotosíntesis y respiración La fotosíntesis tiene que ver con la forma cómo las plantas transforman la energía solar en energía química liberando al mismo tiempo oxígeno y agua y almacenando la energía bajo la forma de carbohidratos. La respiración se refiere al proceso mediante el cual las plantas toman oxígeno y desprenden dióxido de carbono. Ambos procesos son inversos. La vida sobre la tierra existe gracias a dos procesos vitales: La fotosíntesis y la respiración. LA FOTOSÍNTESIS
En la fotosíntesis las células con clorofila de las plantas verdes atrapan una pequeña cantidad de energía luminosa para convertir el dióxido de carbono que toman del aire y el agua que toman del suelo en azúcar y oxígeno que es energía química. Se estudian juntas porque son dos funciones metabólicas antagónicas, pero complementarias ya que depende la una de la otra. Se ha avanzado mucho, sobre todo en los últimos años, en cuanto a los procesos de la fotosíntesis, aunque todavía hay aspectos que no se conocen suficientemente. El proceso se puede empezar a partir de la siguiente reacción química: Este proceso se realiza en un organoide llamado cloroplasto que es único y exclusivo de las células vegetales y tienen en su interior la clorofila. Se considera que se produce en dos fases sucesivas: Una, en presencia de luz o reacción fotoquímica y la otra se da en la fase oscura o afotónica.
¿Qué ocurre en la fase luminosa? Es la primera fase del proceso fotosintético y ocurre en las membranas tilacoidales de los cloroplastos y en presencia de luz, poseen dos sistemas: unsistema de pigmentos que captan la luz y un sistema o cadena de transporte de electrones. En esta fase la clorofila capta la luz, "se excita" y trae como consecuencia tres sucesos: 1. Fotólisis del agua () 2. Síntesis de nicotinamida - adenin - dinucleótido fosfato (NADPH) 3.Síntesis de adenosin - trifosfato (ATP) La fotolisis del agua ocurre por descomposición de la molécula de agua en sus elementos constituyentes (H y O) por acción de la luz. El oxígeno es liberado (O2) a la atmósfera a través de los estomas de las hojas. La síntesis del (NADPH) se forma a partir del NADP+ el cual acepta electrones. La síntesis de adenosin - trifosfato (ATP) se f orma a partir del adenosin difosfato (ADP) y el fosfato inorgánico (Pi)
¿Que ocurre en la etapa oscura? En esta etapa se realiza la síntesis de la glucosa mediante la participación del NADPH y el ATP producidos en la etapa luminosa además del Dióxido de Carbono () que es tomado de la atmósfera, en esta etapa no se requiere de luz para realizar sus funciones. La síntesis de la gl ucosa ocurre en el estroma de l os cloroplastos e implica una serie de reacciones químicas que forman el llamado Ciclo de Calvin las fases más importantes de este ciclo son: Fijación del dióxido de carbono. Síntesis de azúcares. Regeneración de la ribulosa - 1,5 - difosfato.
La respiración La mayoría de los seres vivos realizan esta función, mediante la cual toman el oxígeno de la atmósfera y expulsan el dióxido de carbono, además del agua dicho, en otros términos en la transformación de la molécula de azúcar y oxigeno, producto de la fotosíntesis en dióxido de carbono, agua y ATP. Lo sanimales poseen estructuras respiratorias como pulmones, bronquios, traqueas o piel según sea la especie del animal, mientras que las plantas respiran a través de los estomas de las hojas. Cualquiera que sea la manera de como se incorpora el oxígeno al organismo, el destino es llegar a la célula donde se produce la respiración celular y en organoide especifico llamado Mitocondria que se encuentra en la célula ya sea animal o vegetal. El proceso de respiración no es igual para todas las células ya que existen dos tipos de respiración, según sean los requerimientos de oxígeno por parte de la célula; respiración aeróbica y anaeróbica.
¿Qué es la respiración aeróbica? Es un conjunto de reacciones químicas que ocurren intracelularmente y consiste en la degradación de la glucosa hasta que se convierte en
agua y energía en forma de ATP en presencia de oxigeno. La respiración comprende tres
procesos: La glucólisis, el Ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones. El objetivo f inal de la respiración celular es producir la energía que la célula necesita para realizar trabajo mecánico, químico y de transporte.
¿Qué ocurre en la respiración anaeróbica? Este tipo de respiración se c aracteriza por una serie de reacciones en las que se obtienen energía (ATP) a p artir de compuestos orgánicos. El proceso fundamentalmente consiste en realizar la oxidación del alimento o materia orgánica. Los productos f inales de la respiración anaeróbica no son tan simples, ya que se obtienen productos que almacenan bastante energía y dióxido de carbono. Esta respiración es propia de organismos poco evolucionados y son de gran utilidad ya que esto permite explicar los fenómenos de fermentación y putrefacción de ciertos alimentos. Se puede decir que la fermentación consiste en el catabolismo anaeróbico de los nutrientes orgánicos para producir ATP, además de alcohol etílico, ácido láctico, acetato, ácido butírico y otros. Hay dos tipos de fermentación importantes:
la fermentación alcohólica que es producida por algunos microorganismos como ciertas bacterias y hongos que degradan la glucosa hasta producir alc ohol, y
la fermentación homoláctica que puede ocurrir en los músculos y producir ácido láctico. Esta se da en
ausencia de oxígeno y es propia de los organismos inferiores y poco evolucionados como las bacterias y los hongos microscópicos conocidos como levaduras.
Fotosíntesis Proceso en virtud del cual los organismos con clorofila, como las plantas verdes, las algas y algunas bacterias, capturan energía en forma de luz y la transforman en energía química. Prácticamente toda la energía que consume la vida de la biosfera terrestre la zona del planeta en la cual hay vida procede de la fotosíntesis. Una ecuación generalizada y no equilibrada de la fotosíntesis en presencia de luz sería: CO2 + 2H2A ? (CH2) + H2O + H2A El elemento H2A de la fórmula representa un compuesto oxidable, es decir, un compuesto del cual se pueden extraer electrones; CO2 es el dióxido de carbono; CH2 una generalización de los hidratos de carbono que incorpora el organismo vivo. En la gran mayoría de los organismos fotosintéticos, es decir, en las algas y las plantas verdes, H2A es agua (H2O); pero en algunas bacterias fotosintéticas, H2A es anhídrido sulfúrico (H2S). La fotosíntesis con agua es la más importante y conocida y, por tanto, será la que tratemos con detalle. La fotosíntesis se realiza en dos et apas: una serie de reacciones que dependen de la luz y son independientes de la temperatura, y otra serie que dependen de la temperatura y son independientes de la luz. La velocidad de la primera etapa, llamada reacción lumínica, aumenta con la intensidad luminosa (dentro de ciertos límites), pero no con la temperatura. En la segunda etapa, llamada reacción en la oscuridad, la velocidad aumenta con la temperatura (dentro de ciertos límites), pero no con la intensidad luminosa.
Fase luminosa en el proceso de la fotosíntesis Los experimentos de Blackman se incluía que en la fotosíntesis actúan dos procesos: uno oscuro (dependientes de la concentración de CO2) y otro luminoso. Mientras que la velocidad del primero es fuertemente afectada por la temperatura, la velocidad del proceso luminoso es poco afectada por ella. Experimentos posteriores han confirmado la utilidad de la separación conceptual de ambos procesos, oscuro y luminoso.
En el primer proceso, las llamadas "reacciones luminosas", los protones derivados del agua se utilizan en la síntesis quimiostática de ATP a partir de ADP y Pi, en tanto un átomo de hidrógeno del agua se utiliza para la reducción de NADP+ a NADPH. Las reacciones se caracterizan por la producción, dependiente del a luz, de oxigeno gaseoso que deriva de la ruptura de las moléculas de agua. Estas reacciones son posibles debido a que los organismos fotosintéticos pueden recolectar la energía luminosa mediante varios p rocesos y la utilizan para conducir reacciones metabólicas. REACCIONES DEPENDIENTES DE LA LUZ Las reacciones dependientes de la l uz requieren luz; convierten la energía lumínica en energía química, que se c aptura en el ATP y el NADPH (una molécula que transporta electrones y átomos de hidrógeno). Solo l a energía química puede hacer trabajo biológico. La energía lumínica se transforma en energía química cuando mueve electrones más lejos de sus núcleos atómicos: Recuérdese que cuando más lejos esta un electrón del núcleo más energía química retiene. La energía adicional retenida por el electrón desplazado se libera cuando el electrón se mueve más cerca del núcleo del otro átomo: La energía liberada es capturada y utilizada para formar las moléculas transportadoras especiales, ATP o NADPH, las cuales luego son usadas en las reacciones independientes de la luz. Las reacciones de fotosíntesis dependientes de la luz tienen lugar en membranas, donde enzimas y otras moléculas que promueven las reacciones son embebidas. En los cloroplastos de las plantas y las algas, estas membranas son bolsas aplanadas, llamadas tilacoides, que se organizan en pilas llamadas granas La fotosíntesis tiene que ver con la forma cómo las plantas transforman la energía solar en energía química liberando al mismo tiempo oxígeno y agua y almacenando la energía bajo la forma de carbohidratos. La respiración se refiere al proceso mediante el cual las plantas toman oxígeno y desprenden dióxido de carbono. Ambos procesos son inversos.
Reacción en la oscuridad La reacción en la oscuridad tiene lugar en el estroma o matriz de los cloroplastos, donde la energía almacenada en forma de ATP y NADPH2 se usa para reducir el dióxido de carbono a carbono orgánico. Esta función se lleva a cabo mediante una serie de reacciones llamada ciclo de Calvin, activadas por la energía de ATP y NADPH2. Cada vez que se recorre el ciclo entra una molécula de dióxido de carbono, que inicialmente se combina con un azúcar de cinco carbonos llamado ribulosa 1,5-difosfato para formar dos moléculas de un compuesto de tres carbonos llamado 3fosfoglicerato. Tres recorridos del ciclo, en cada uno de los cuales se consume una molécula de dióxido de carbono, dos de NADPH2 y tres de ATP, rinden una molécula con tres carbonos llamada gl iceraldehído 3-fosfato; dos de estas moléculas se combinan para formar el azúcar de seis carbonos glucosa. En cada recorrido del ciclo, se regenera la ribulosa 1,5-difosfato.
Por tanto, el efecto neto de la fotosíntesis es la captura temporal de energía l uminosa en los enlaces químicos de ATP y NADPH2 por medio de la reacción en presencia de luz, y la captura permanente de esa energía en forma de glucosa mediante la reacción en la oscuridad. En el curso de la reacción en presencia de luz se escinde la molé cula de agua para obtener los electrones que transfieren la energía luminosa con la que se forman ATP y NADPH2. El dióxido de carbono se reduce en el curso de la reacción en la oscuridad para convertirse en base de la molécula de azúcar.
FOTOSÍNTESIS
Es la función por la cual las plantas verdes mediante la clorofila y en presencia de la luz solar, transforma el dióxido de carbono y el agua en sustancias hidrocarbonadas con desprendimiento de oxigeno.
Esta ruta metabólica concluye con las síntesis de carbohidratos, a partir de dióxido de carbono y agua mediante el uso dela energía radiante de la l uz solar. El proceso de la fotosíntesis ocurre en las células de organismos autógrafos, como las plantas superiores y las algas, en organelos especializados llamados cloroplastos. También se realiza en algunas bacterias en el ámbito de la membrana plasmática. La ecuación general que describe el proceso de la fotosíntesis es la siguiente: Luz 6CO2 + 6H2O + 18ATP C6H12O6 + 6O2 + 18ADP + 18 Pi En otras palabras la fotosíntesis c onsiste en acumular energía luminosa en forma de energía química que luego es utilizada por los animales en la realización de sus diversas actividades.
DEFINICIÓN DE LA FOTOSÍNTESIS Es un proceso por el cual los vegetales (verdes) toman la energía del sol y la transforman en energía por la que se alimentan. Por ese proceso el dióxido de carbono (CO2) y el agua se transforman en moléculas orgánicas más complejas (como la glucosa) que permiten asimilar el carbono. Simultáneamente se libera oxigeno y se almacena energía para ser utilizada en los procesos metabólicos del vegetal.
CARACTERISTICAS QUIMICAS La energía de la luz solar es transformada en energía química cuando se combinan el bióxido de carbono y el agua para la formación de glucosa . Una vez que se ha formado la glucosa, esta es una fuente de energía potencial. La energía luminosa es convertida en la energía química de la glucosa.
La síntesis de la glucosa se lleva a cabo en una serie de pasos regulados por enz imas. Parte de la energ ía química es almacenada en la glucosa.
LLUVIA ÁCIDA
La lluvia ácida se forma cuando la humedad en el aire se combina con los óxidos de nitrógeno , el dióxido de azufre y el trióxido de azufre emitidos por fábricas, centrales eléctricas , calderas de calefacción y vehículos que queman carbón o productos derivados del petróleo que contengan azufre. En interacción con el agua de la lluvia, estos gases forman ácidos nítricos, ácido sulfuroso y ácido sulfúrico. Finalmente, estas sustancias químicas caen a la tierra acompañando a las precipitaciones, constituyendo la lluvia ácida. Los contaminantes atmosféricos primarios que dan origen a la lluvia ácida pueden recorrer grandes distancias, siendo trasladados por los vientos cientos o miles de kilómetros antes de precipitar en forma de rocío, lluvia, llovizna, granizo, nieve, niebla o neblina. Cuando la precipitación se produce, puede provocar importantes deterioros en el ambiente.
La lluvia ácida puede ser causada por muchos químicos, el azufre (S), el cloro (Cl) y potencialmente hasta ppor el dióxido de carbono (CO2), por ejemplo, el CO2 en contacto con el agua puede formar el ácido carbónico, que es un ácido débil, pero ácido al fin: CO2 + H2O <-------> H2CO3 El azufre, que en general en la atmosfera se encuentra como dióxido de azufre (SO2), también reacciona con el agua: SO2 + 1/2 O2 <-------> SO3 SO3 + H2O <-------> H2SO4 y el HCl es un gas, y en general se encuentra así en la atmosfera, o diluido en agua.
La lluvia ácida se produce cuando estos gases son oxidados en la atmósfera y reaccionan con el agua de lluvia formando los ácidos respectivos. El SO2 genera los ácido sulfuroso (H2SO3) y sulfúrico (H2SO4), de la misma forma los ácidos nitroso (HNO2) y nítrico (HNO3):
SO2+H2O ----H2SO3
SO2+O SO3 + H2O ----H2SO4
2NO2 +H2O ----HNO2 + HNO3
La lluvia ácida es una de las consecuencias de la contaminación del aire. Cuando cualquier tipo de combustible se quema, diferentes productos químicos se liberan al aire. El humo de las fábricas, el que proviene de un incendio o el que genera un automóvil, no sólo contiene partículas de color gris (fácilmente visibles), sino que además poseen una gran cantidad de gases invisibles altamente perjudiciales para nuestro medio ambiente. Centrales eléctricas, fábricas, maquinarias y coches "queman” combustibles, por lo tanto, todos son productores de gases
contaminantes. Algunos de estos gases (en especial los óxidos de nitrógeno y el dióxido de azufre) reaccionan al contacto con la humedad del aire y se transforman en ácido sulfúrico, ácido nítrico y ácido clorhídrico. Estos ácidos se depositan en las nubes. La lluvia que producen estas nubes, que contienen pequeñas partículas de acido, se conoce con el nombre de "lluvia ácida". El humo y los gases provenientes de automotores y fábricas forman ácidos al mezclarse con el aire. Si el humo contiene dióxido de azufre, al mezclarse con el vapor de agua, la lluvia contendrá ácido sulfúrico. Si el humo contiene óxido de nitrógeno, en el agua de lluvia habrá ácido nítrico. Los componentes tóxicos que forman la lluvia acida son el dióxido de azufre y el oxido de nitrógeno provenientes de la combustión del carbón o de hidrocarburos. Mediante una serie de reacciones químicas, el dióxido de azufre se transforma en trióxido de azufre que a su vez y a través de algunos catalizadores ambientales o bien por la acción directa de la luz solar, se transforma en acido sulfúrico provocando importantes daños ambientales al regresar a la tierra a través de la lluvia acida.
DIGESTIÓN
La digestión es el proceso de transformación de los alimentos, previamente ingeridos, en sustancias más sencillas para ser absorbidos. La digestión ocurre tanto en los organismos pluricelulares como en las células, (ver digestión intracelular ). En este proceso participan diferentes tipos de enzimas. 1 El sistema o aparato digestivo , es muy importante en la digestión ya que los organismos heteroscios dependen de fuentes externas de materias primas y energía para crecimiento, mantenimiento y funcionamiento. El alimento se emplea para generar y reparar tejidos y obtención de energía. Los organismos autótrofos (las plantas, organismos fotosintéticos), por el contrario, captan la energía lumínica y la transforman en energía química, utilizable por los animales.
Al morder un pedazo de pan y masticarlo, la acción mecánica de tus dientes lo rompe, pero no puedes absorber los nutrientes si la digestión se detiene allí. Si continúas mascando, algo sorprendente sucede. Tu bocado se convierte en dulce. Las sustancias químicas digestivas en la saliva denominadas enzimas descomponen los carbohidratos complejos como el pan en hidratos de carbono simples o azúcares. Más tarde, en el estómago y en los intestinos, las proteínas y las grasas también se descomponen químicamente. Sin enzimas, la digestión no se pudiera completar y pudieras morir de desnutrición, incluso si comieras y masticaras todo el día.
OXIDACIÓN DE LOS METALES
La oxidación es una reacción química donde un metal o un no metal cede electrones, y por tanto aumenta su estado de oxidación. La reacción química opuesta a la oxidación se conoce como reducción, es decir cuando una especie química acepta electrones. Estas dos reacciones siempre se dan j untas, es decir, cuando una sustancia se oxida, siempre es por la acción de otra que se reduce. Una cede electrones y la otra los acepta. Por esta razón, se prefiere el término general de reacciones redox. La propia vida es un fenómeno redox. El oxígeno es el mejor oxidante que existe debido a que la molécula es poco reactiva (por su doble enlace) y sin embargo es m uy electronegativo, casi como el flúor.
La corrosión es definida como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno, la velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura, la salinidad del medio y las propiedades de los materiales en cuestión, entre ellos puede m encionarse los procesos de desgaste por fricción, por erosión o por diversos otros factores mecánicos.
Una característica importante de los procesos de corrosión es que los eventos ocurren espontáneamente en la naturaleza, en términos termo dinámicos, esto equivale a decir que la variación de energía libre (∆G
0
) de la reacción
global es menor que cero.
La corrosión ordinaria, es un proceso redox por el cual los metales se oxidan por medio del oxígeno O2 , en presencia de humedad. El oxígeno en estado gaseoso es un agente oxidante, y la mayoría de los metales tienen potenciales de reducción menores que éste, por lo tanto son fácilmente oxidables.
Se sabe que la oxidación de los metales tiene lugar más fácilmente en puntos donde la tensión es mayor (donde los metales son más “activos”). Así, un clavo de acero, que en su mayor parte es hierro, se corroe primero en la punta y
en la cabeza. Un clavo doblado se corroe más fácilmente en el recodo.
Un punto de tensión en un objeto de acero actúa como ánodo donde el hierro se oxida a iones Fe
2+
y se forman
hendiduras. Los electrones producidos fluyen a través del clavo hacia las áreas expuestas al O2. Estas actúan como cátodos donde el O2(g) se reduce a iones hidróxido, (OH) : O2(g) + H2O(l) + 4 e ↔ 4(OH) (aq)
Al mismo tiempo, los iones Fe
2+
migran a través de la superficie húmeda. La reacción global se obtiene ajustando la
transferencia electrónica y sumando las dos semirreacciones:
2(Fe(s) → Fe
2+ (aq) + 2e )
O2(g) + H2O(l) + 4 e → 4(OH) (aq)
(oxidación, ánodo)
(reducción, cátodo)
________________________________________
2Fe(s) + O2(g) + 2H2O(l) → 2Fe
Los iones Fe
2+
(aq) + 4(OH) (aq)
(reacción global)
2+ pueden migrar desde el ánodo a través de la disolución hacia la región catódica, donde se combinan
con los iones (OH) para formar óxido de hierro (II). El hierro de oxida aún más por el O2(g) hasta el estado de + oxidación 3 , formándose el óxido de hierro (III) o también llamado herrumbre Fe2O3(s) , de color rojo.
2+ + 4 Fe (aq) + O2(g) + 4 H2O(l) → 2 Fe2O3(s) + 8 H (aq)
Algunos de los procesos más familiares de corrosión son la herrumbre del hierro y el acero y la formación de pátina verde en el cobre y sus aleaciones bronce y latón.
No siempre que se presenta la oxidación de un metal existe corrosión, en algunos casos el óxido formado es resistente y forma una capa gruesa de óxido que impide que el resto del material continúe oxidándose. Esto fenómeno es común en materiales de aluminio, zinc y magnesio.
Sin embargo, la corrosión es un fenómeno mucho más amplio que afecta aún materiales no metálicos (cerámicas, polímeros, etc.), que sufren corrosión mediante otros mecanismos dependiendo del medio ambiente.
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Ejemplo de Balanceo de ecuaciones por tanteo El balanceo de las ecuaciones químicas, consiste en establecer la cantidad de sustancias que intervienen en una reacción quími ca para que correspondan con la cantidad de sustancias producidas, es decir, que los elementos que reaccionan en el primer miembro de la ecuación son los mismos que quedan después de la reacción en el segundo miembro de la ecuación. Uno de los métodos para balancear una ecuación es el método por tanteo. En este método intentaremos equilibrar el número de átomos en la ecuación química, modificando los valores de las sustancias presente de uno o ambos lados, para que exista igualdad entre el número de átomos de las sustancias reaccionantes y las sustancias producidas. Es un método de ensayo y error. Cuando estudiamos una reacción química compleja, existe la duda sobre si la cantidad de sustancias que reaccionan y las sustancias producidas son iguales en ambos lados de la ecuación. Aplicando el balanceo por tanteo, seguiremos los siguientes pasos:
Ejemplo de balanceo por tanteo de neutralización del ácido sulfúrico con el ácido clorhídrico: 1. Tomamos en consideración los radicales de las sustancias que reaccionan, así como las que se producen. Veamos las
siguiente reacción de neutralización del ácido sulfúrico con el ácido clorhídrico: Na2SO3 + HCl -- > NaCl + H2O + SO2 Como podemos ver, tenemos del lado izquierdo de la ecuación las sustancias reaccionantes: ácido sulfúrico (Na 2SO3) y ácido clorhídrico (HCl). Del lado derecho, tenemos los productos de la reacción: Cloruro de sodio o sal común (NaCl), Agua (H 2O) y óxido de azúfre (SO 2). Podemos ver en esta ecuación las sustancias que reaccionan y las que se producen, con sus respectivas fórmulas. Sin embargo, para saber si esta ecuación está balanceada, debemos contar el número de átomos de uno y otro lado; si el total es el mismo de ambos lados entonces consideramos que la ecuación está balanceada. Así tenemos: 2 + 1 + 3 + 1+ 1 -- > 1 + 1 + 2 + 1 + 1 + 2 Na2SO3 + HCl -- > NaCl + H2O + SO2 Como podemos ver, el número de átomos en el primer miembro de la ecuación es menor que el segundo, por lo que la ecuación está desbalanceada. 2. Comenzaremos por identificar el número de átomos de cada elemento en ambos lados de la ecuación: Lado izquierdo: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 1; Cl = 1 Lado derecho : Na = 1; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 1 Así tenemos que del lado derecho de nuestra ecuación nos falta un átomo de sodio, mientras que sobra un átomo de hidrógeno. 3. Para balancear una ecuación al tanteo, tenemos que seguir las siguientes reglas: a. No agregaremos elementos que no pertenezcan a la ecuación.
b. No modificaremos los radicales de los elementos de la ecuación, es decir, si de un lado el hidrógeno tiene un radical 2, debe seguir con el radical 2. c. Sí podemos expresar al aumento de átomos agregando el número de átomos de alguno de los compuestos de la mezcla. Así, si queremos expresar que hay 4 átomos de ácido clorhídrico, escribiremos 4HCl. d. Es conveniente comenzar el balanceo por los elementos que sólo aparecen una vez en cada miembro, dejando al último los que aparecen más de una vez, si es necesario. e. El hidrógeno y el oxígeno son de los últimos elementos a considerar para el balanceo. 4. No tenemos un lugar definido para comenzar nuestro balanceo, así que podemos comenzar por cualquiera de los miembros de la ecuación. Comenzaremos con los átomos de sodio. Como vemos, en el primer miembro hay dos átomos de sodio para reaccionar en la molécula de sulfato de sodio, mientras que del lado derecho, en la sustancia producida, el cloruro de sodio, sólo hay un átomo de sodio. Esto significa que para equilibrar el sodio y que haya dos átomos en el resultado, debe haber dos moléculas de cloruro de sodio en el lado derecho de la reacción. Así tendríamos: 2 + 1 + 3 + 1+ 1 -- > 2 +2 + 2 + 1 + 1 + 2 Na2SO3 + HCl -- > 2NaCl + H2O + SO2 5. Como vemos, ya tenemos la misma cantidad de átomos de sodio. Pero nuestra ecuación sigue desequilibrada. En efecto, ahora tenemos: Lado izquierdo: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 1; Cl = 1 Lado derecho : Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2 6. Ahora tenemos dos átomos de cloro en el resultado y sólo uno en los reactivos. Si consideramos que el resultado de la reacción produce dos átomos de sal, y sólo hay un átomo de cloro
en la molécula que reacciona, significa que ahora debemos considerar que actúan dos moléculas del compuesto que conti ene el cloro, o sea, dos moléculas de ácido clorhídrico. Para comprobar si nuestra suposición es cierta, agregamos a nuestra fórmula la indicación de que están reaccionando dos átomos de HCl y volvemos a contar los átomos: 2 + 1 + 3 + 2 + 2 -- > 2 +2 + 2 + 1 + 1 + 2 Na2SO3 + 2HCl -- > 2NaCl + H2O + SO2 7. Ahora ya tenemos el mismo número de átomos reaccionando de uno y otro lado de la ecucación. Finalmente revisamos que en ambos lados exista el mismo número de átomos de cada elemento: Lado izquierdo: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2 Lado derecho : Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2 Tenemos el mismo número de átomos de cada elemento en ambos lados de la ecuación, lo que significa que nuestra fórmula está correctamente balanceada. También podemos apreciar que al comenzar a b alancear por los elementos que sólo aparecen una vez, otros átomos, en este caso el hidrógeno, cambia sus valores dependiendo de la molécula en la que se encuentra combinado y la cantidad de moléculas que actúan en la ecuación, equilibrándose también junto con el resto de elementos.
Ejemplo de balanceo por tanteo del ácido nítrico con el hidróxido de calcio: Ahora vamos a balancear la ecuación de la reacción del ácido nitrico con el hidróxido de calcio, la cual produce nitrato de calcio y agua: HNO3 + Ca(OH)2 -- > Ca(NO3)2 + H2O 1. Comenzamos contando los átomos en cada lado de le ecuación y los átomos de cada elemento de la ecuación: 1 + 1 + 3 + 1 + 2 + 2 -- > 1 + 2 + 6 + 2 + 1 HNO3 + Ca(OH)2 -- > Ca(NO3)2 + H2O
Lado izquierdo: N = 1; Ca = 1; O = 5; H = 3 Lado derecho : N = 2; Ca = 1; O = 7; H = 2 Comenzaremos pues nuestro balance con el nitrógeno. Del lado de las reacciones tenemos dos átomos, mientras que en los reactivos, sólo hay uno. Esto podemos equilibrarlo considerando que actúan dos moléculas de ácido nítrico, por lo que nuestra fórmula y nuestro conteo de átomos quedarían así: 2 + 2 + 6 + 1 + 2 + 2 -- > 1 + 2 + 6 + 2 + 1 2HNO3 + Ca(OH)2 -- > Ca(NO3)2 + H2O Lado izquierdo: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4 Lado derecho : N = 2; Ca = 1; O = 7; H = 2 Ya equilibramos el nitrógeno, pero la ecuación aún está desbalanceada. 2. Observando nuestra ecuación, vemos que ya tenemos el mismo número de átomos de nitrógeno y de calcio. Esto significa que ya tenemos la cantidad adecuada de moléculas de ácido nítrico y de hidróxido de calcio para producir una molécula de nitrato de calcio. Comparando los átomos de todos los elementos, tenemos que a la ecuación de lado derecho le falta una molécula de oxígeno y dos de hidrógeno para estar equilibrada ¿Esto qué significa? Bien, pues una molécula de oxígeno y dos de hidrógeno producen agua, y como ya hay una molécula de agua presente en la reacción, significa que no es una sino dos las moléculas de agua que se producen. Agregamos a nuestra fórmula que se producen dos moléculas de agua, y volvemos a contar átomos y elementos: 2 + 2 + 6 + 1 + 2 + 2 -- > 1 + 2 + 6 + 4 + 2 2HNO3 + Ca(OH)2 -- > Ca(NO3)2 + 2H2O Lado izquierdo: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4
Lado derecho : N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4 Nuestra ecuación está correctamente balanceada. Xxxxxxxxxxxxxxxxxxx
Balanceo De Ecuaciones Químicas Por Metodo Algebraico Enviar por correo electrónicoEscribe un blog Compartir con TwitterCompartir con FacebookCompartir en Pinterest
>Algebraico
El método de balanceo algebraico es muy distinto al método de tanteo, ya que éste es recomendable para ecuaciones largas. A muchos no les gusta el lenguaje algebraico pues son MATEMATICAS pero si es necesario aprenderlo si quieres pasar la materia no? XD. En fin, ahora te lo explicaré con detalle.
Como puedes ver en esta ecuacion, he colocado como literales letras del alfabeto las cuales nos servirán para hacer nuestras ecuaciones más adelante. Lo primero que debes hacer es ver qué literales tiene cada elemento tanto en los reactivos como en los productos, y hacer una ecuacion con ellas, por ejemplo; 'Na' tiene el literal 'a' en reactivos y 'c' en producto y esto quedaría como que a=c, y esta sería nuestra primera ecuacion, en caso de que el elemento tenga un subíndice éste se multiplica con el coeficiente, mira la tabla siguiente.
Como puedes ver la primera ecuación señalada con verde es la anterior que acabo de explicar, la segunda ecuación es la del elemento 'Cl' donde la ecuacion resulta igual a la anterior ya que se encuentran dentro de la misma molecula, tanto en reactivos como en productos, pero todo cambia en la ecuacion tres con el elemento 'K' pues tanto en reactivos como en productos tiene elsubíndice 2, solo que con literal diferente.
También puedes notar que en la ecuación 5 del 'O' se encuentran sumando el 3a y el2b, esto es porque en la ecuacion tenemos varios átomos de oxígeno en diferentes moléculas. Ahora el siguiente paso es; suponer el valor de 1 a una literal. (Se recomienda elegir la literal que más se repite en todas las ecuaciones) Para este caso yo elegí la literal 'a'que se repite en tres de las cinco ecuaciones.
Una vez que suponemos el valor de 1 a una literal, podemos sustituir el valor de la literal en nuestras ecuaciones anteriores y así poder resolverlas. Ejemplo, en a=c, 1=c pues solo se sustituye 'a' por 1.
Puedes encontrarte con algo complicado como la ecuacion 3a+2b=3d tú no tienes el valor de 'b' ni de 'd', pero tienes otra ecuacion 2b=2d, que nos esta diciendo que 2bes igual a 2d, entonces solo sustituye a 2b por 2d en la primera ecuacion, quedando así 3a+2d=3d y como tú ya sabes el valor de 'a' que es 1 despeja 'd' para saber su valor, al final debe quedarte así: El ultimo paso es sustituir en tu ecuacion química las literales por l os valores numéricos que resultaron, si la literal es igual a 1 no es necesario colocarlo, y comprueba si realmente la ecuacion quedó balanceada:
La ecuacion a quedado balanceada, pues hay la misma cantidad de átomos del elemento tanto en los reactivos como en los producto. Xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
Balanceo de una reacción química Actividad Nº 792
1- Representación de las reacciones químicas Las reacciones químicas se representan con ecuaciones químicas, las cuales relacionan las cantidades relativas de reactantes (sustancias que reaccionan) con los productos (sustancias que se generan). Los elementos y compuestos que participan en una reacción química se representan por sus símbolos y fórmulas químicas respectivamente. Además, se agrega el estado físico de los reactantes y productos: sólido(s), líquido (l) y gaseoso (g). Para las sustancias disueltas en agua se utiliza las abreviaturas “ac” o “aq”. Analicemos la ecuación química que representa lo que sucede cuando se enciende una cinta de magnesio (Mg) en presencia de aire.
La flecha (→) que separa los reactantes de los productos indica el sentido en que
se desarrolla la reacción. En este caso la flecha tiene un solo sentido; por tanto, indica que la reacción es irreversible.
2- Balanceo de una reacción química En una ecuación química, el número de átomos de cada elemento en los reactantes debe ser igual al número de átomos de cada elemento en los productos. A este tipo de ecuación se le conoce como ecuación química equilibrada. Si se presenta el caso de que el número de átomos no es igual, la ecuación se debe equilibrar o balancear. Para balancear una ecuación química podemos usar los siguientes métodos: - Método de tanteo - Método algebraico
1.1- Método de tanteo Para balancear utilizando este método, debemos anteponer números enteros (coeficientes estequiométrico ) que permitan la mínima igualdad de átomos en reactantes y en productos. Ejemplo1: CH4(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(l)
Paso 1- Determina la cantidad de átomos de cada elemento presente tanto en los reactantes como en losproductos. Lo que debes hacer es sumar los átomos del elemento presentes en cada caso para encontrar su número total. Entonces, tenemos:
Como los átomos de los elementos no son iguales en l os reactantes ni en los productos, hay que balancear la ecuación.
Paso 2- Realiza el balanceo de la ecuación. Para ello, te sugerimos tomar como referencia la sustancia que tiene mayor número de átomos y, según ella, asignar los coeficientes. En este caso es el CH 4: 1 átomo de carbono y 4 de hidrógeno = 5 átomos en total. Como el coeficiente de esta molécula es 1, se considera 1 el coeficiente de la molécula que contenga carbono en los productos, es decir, el CO 2. Entonces, quedaría así: CH4 + O2 → 1CO2 + H2O.
Paso 3- Completa el balanceo. Sigue con el segundo elemento en la molécula de CH 4, el hidrógeno. Como tiene 4 átomos, se debe igualar en cantidad en los productos; en este caso, con el H 2O. Si le anteponemos un 2 a la molécula de agua se igualarían los hidrógenos: CH 4 + O2 → 1CO2 + 2H2O. Paso 4- Revisa los coeficientes en los productos para completar los elementos que falten. En este caso, no están igualados los oxígenos. Si sumas los átomos de oxígeno que hay en los productos son 4, y en los reactantes solo hay 2. Por ende, debes colocar un coeficiente antes del O 2 : 1CH4 + 2O2 → 1CO2 + 2H2O. Paso 5- Comprueba que los coeficientes asignados sean correctos y balanceen la ecuación. Finalmente, podemos decir que los coeficientes estequiométricos de la ecuación son 1, 2, 1 y 2, con los que obtenemos 1 átomo de carbono, 4 de hidrógeno y 4 de oxígeno tanto en los reactantes como en los productos.
Ejemplo2: K Cl O3 → K Cl + O2
- Podemos ver que la reacción no tiene los mismos átomos de O, por lo que debemos balancear la ecuación. - Para resolver la ecuación multiplicamos por 2 al lado de los reactantes y por 3 el oxígeno en el lado de los productos. Quedaría así: 2K Cl O3
→
K Cl + 3O2
Ahora tenemos el problema que los átomos de K y Cl quedan desbalanceadas por lo que deberemos multiplicar por 2 al lado de los productos. Quedaría así: 2K Cl O3 → 2 K Cl + 3O2
Elemento K Cl O
Reactante 2•1=2 2•1=2 2•3=6
Producto 2•1=2 2•1=2 3•2=6
1.2- Método algebraico También denominado método de coeficientes indeterminados, se lo emplea para balancear ecuaciones algo complicadas y se vale de procedimientos matemáticos de ajuste que tienen siempre como referencia la Ley de la conservación de la masa.
Recuerda que una ecuación química , es una igualdad del tipo: A + B → C + D Donde A y B representan las fórmulas ( o símbolos) de los reactantes, en tanto C y D corresponden a las de los productos. Ejercicio resuelto:
C6H6 + O2 → CO2 + H2O Para equilibrar esta ecuación necesitamos colocar ciertos números o coeficientes, delante de cada fórmula, de tal manera que el número de átomos de los reactantes y de los productos queden igualados; como no se conocen estos coeficientes, los reemplazamos por letras (a, b, c, d, etc.) quedando la ecuación:
aC6H6 + bO2 → cCO2 +d H2O 1°- Los átomos de carbono en el reactante son:6a Los átomos de carbono en el producto son c, es decir: 6a=c 2°Los átomos del oxígeno son: Reactante: 2b Producto: 2c +d Luego: 2b = 2c + d 3° Los átomos de hidrógeno son: Reactante: 6a Producto: 2d Luego: 6a = 2d De aquí se desprende que: d= 3a 4° Reemplazando en la ecuación del paso 2 el valor de c de la ecuación del paso 1( 6a=c) se tiene: 2b = 2 (6a) + d 2b = 12a + d Pero sabemos también que d es igual a 3a, por lo que nos queda: 2b = 12a + 3a 2b = 15a 5° Ahora asigna un valor arbitrario a una de las incógnitas y resuelve el resto de las ecuaciones. Por ejemplo, a sería igual a 1.
