www.monografias.com Ecuaciones y reacciones químicas Por: José del C. Mondragón Córdova.
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Ecuaciones Químicas Reacciones Químicas Balanceo de Ecuaciones Químicas Bibliografía
I.- Ecuaciones Químicas: Definición: Definición: Son expresiones matemáticas abreviadas que se utilizan para describir lo que sucede en una reacción química en sus estados inicial inicial y final. En ella figuran dos miembros; en el primero, los los símbolos o fórmulas de los reactantes, reaccionantes o reactivos y en el segundo los símbolos o fórmulas de los productos. Para separar ambos miembros se utiliza una flecha que generalmente se dirige hacia la derecha, indicando el sentido de la reacción: A + BC
→ AB + C
Ej. : La ecuación química que describe la reacción reacción entre el magnesio y el oxígeno es: 2 Mg + O2 Reactantes
→
2 MgO Producto
Significado de las ecuaciones químicas: químicas : Cualitativo: Indica a) Cualitativo: Indica la clase o calidad de las sustancias sustancias reacciona reaccionantes ntes y productos. productos. En la ecuación anterior, el magnesio reacciona con el oxígeno para obtener óxido de magnesio Cuantitativo: Representa Representa la cantidad cantidad de átomos, átomos, moléculas, moléculas, el peso o el volumen volumen de los b) Cuantitativo: reactivos y de los productos. En la ecuación ecuación química química anterior anterior,, se entiende entiende que dos molécul moléculas as (o moles) moles) de magnesio, magnesio, reaccionan con una molécula ( o mole) de oxígeno para obtenerse dos moléculas ( o moles) de óxido de magnesio. También se puede calcular la cantidad en gramos del producto, tomando como base los pesos atómicos de los reaccionantes (Con ayuda de la Tabla Tabla Periódica) . Características de las Ecuaciones Químicas: • Los reactantes y productos se representan utilizando símbolos para los elementos y fórmulas para los compuestos. • Se debe indicar el estado físico de los reactantes y productos entre paréntesis: (g), (l), (s); (ac. (ac.)) si se pres presen enta tan n en esta estado do gase gaseos oso, o, líqu líquid ido o , sóli sólido do o en solu soluci ción ón acuo acuosa sa respectivamente. • El número y tipo de átomos en ambos miembros deben ser iguales, conforme conforme al principio de conservación de la masa; si esto es así, la ecuación está balanceada. II.- Reacciones Químicas: Definición: Son procesos químicos donde las sustancias sustancias intervinien intervinientes, tes, sufren cambios cambios en su estructura, para dar origen a otras sustancias. El cambio es más fácil entre sustancias líquidas o gaseosas, o en solución, debido debido a que se hallan más separadas y permiten un contacto más íntimo entre los cuerpos reaccionantes. También se puede decir que es un fenómeno químico, en donde se producen sustancias distintas a las que les dan origen. Características o Evidencias de una Reacción Química: • Formación de precipitados. • Formación de gases acompañados de cambios de temperatura. • Desprendimiento de luz y de energía. Reglas: • En toda reacción se conservan los átomos y las cargas (si hay iones)
• •
No puede ocurrir un proceso de oxidación o de reducción aislado, ambos ocurren simultáneamente. No se pueden formar productos que reaccionen enérgicamente con alguno de los productos obtenidos.
Ej. : Na3N
+
3H2O → 3 NaOH + NH3
Tipos de Reacciones Químicas : A) De acuerdo a las sustancias reaccionantes: • Reacciones de composición, adición o síntesis: Cuando dos o más sustancias se unen para formar una más compleja o de mayor masa molecular:
Ej. :
• Reacciones de descomposición: Cuando una sustancia compleja por acción de diferentes factores, se descompone en otras más sencillas:
Ej. :
•
Cuando las descompone el calor, se llaman también de d e disociación térmica. • Reacciones de simple sustitución: Denominadas también de simple desplazamiento cuando una sustancia simple reacciona con otra compuesta, reemplazando a uno de sus componentes. Ej. :
.
• Reacciones Reaccion es de doble dob le sustitución sustit ución : También se denominan de doble desplazamiento o metátesis y ocurren cuando cuando hay interc intercamb ambio io de elemen elementos tos entre entre dos compue compuesto stoss diferen diferentes tes y de esta manera manera originan originan nuevas nuevas sustan sustancia cias. s. * Se presen presentan tan cuando cuando las sustan sustancia ciass reacci reacciona onante ntess están están en estado estado iónico iónico por encontrarse en solución, combinándose entre sí sus iones con mucha facilidad, para formar sustancias que permanecen estables en el medio reaccionante:
Ej. :
• Reacciones Reversibles: Cuando los productos de una reacción pueden volver a reaccionar entre sí, para generar los reactivos iniciales. También También se puede decir que se realiza en ambos sentidos.
Ej. :
• Reacciones Irreversibles: Cuando los productos permanecen estables y no dan lugar a que se formen los reactivos iniciales.
Ej. :
Toda reacción es más o menos reversible; pero en muchos casos esta reversibilidad es tan insignificante que se prefiere considerar prácticamente irreversible. B) De acuerdo a su energía: En toda reacción química hay emisión o absorción de energía que se manifiesta como luz y/o calor. Aquí aparece el concepto de Entalpía, entendida como la energía que se libera o absorbe. Exotérmicas: • Reacciones Exotérmicas: Cuando al producirse, hay desprendimiento o se liberade calor.
Ej. :
Endotérmicas: • Reacciones Endotérmicas: Cuando es necesario la absorción de calor para que se puedan llevar a cabo.
Ej. :
La energía liberada o absorbida se denomina calor de reacción o entalpía (H) por consiguiente: • En una reacción exotérmica la entalpía es negativa. • En una reacción endotérmica la entalpía es positiva. La energía liberada o absorbida se denomina calor de reacción o entalpía (H) por consiguiente:
• •
En una reacción exotérmica la entalpía es negativa. En una reacción endotérmica la entalpía es positiva.
Especiales: A) Reacciones Especiales:
• Reacción de Haber: Permite obtener el amoniaco partiendo del hidrógeno y nitrógeno¨ N2 + 3H2 ↔
2NH3
Termoquímica: • Reacción Termoquímica: En estas reacciones se indica la presión, presión, temperatura y estado físico de las sustancias:
• Reacción de Combustión: En estas reacciones, el oxígeno se combina con una sustancia combustible y como consecuencia se desprende calor y/o luz. Las sustancias orgánicas puede presentar reacciones reacciones de combustión completas o incompletas: • R. Completa: Cuando se forma como producto final CO2 y H2O (en caso de sustancias orgánicas)
Ej. :
• R. Incompleta: Cuando el oxígeno no es suficiente, se produce CO y H 2O, aunque muchas veces se produce carbón.
• Reacción Catalítica: Se acelera por la intervención de sustancias llamadas catalizadores que permanecen inalterables al final de la reacción.
Catalizador : Sustancia que acelera la reacción. No reacciona. Se recupera todo Ej. :
• Reacción REDOX: Reacciones en donde hay variación de los estados de oxidación de las sustancias por transferencia de electrones.
• Reacción de Neutralización: Consiste en la reacción de un ácido con una base.
III.III.- Balanceo de Ecuaciones Químicas: Químicas : Definición: Definición: Balancear una ecuación química es igualar el número y clase de átomos, iones o moléculas reactantes con los productos, con la finalidad de cumplir la ley de conservación de la masa. Para conseguir esta igualdad se utilizan los los coeficientes estequiométricos, estequiométricos, que son son números grandes que se colocan delante de los símbolos o fórmulas para indicar la cantidad de elementos o compuestos que intervienen en la reacción química. No deben confundirse con los subíndices que se colocan en los símbolos o fórmulas químicas, ya que estos indican el número de átomos que conforman la sustancia. Si se modifican los coeficientes, cambian las cantidades de la sustancia, pero si se modifican los subíndices, se originan sustancias diferentes. Para balancear una ecuación química, se debe considerar lo siguiente: Conocer las sustancias reaccionantes y productos. Los subíndices indican la cantidad del átomo indicado en la molécula. Los coeficientes afectan a toda la sustancia que preceden. El hidrógeno y el oxígeno oxígeno se equilibran al final, porque generalmente forman agua (sustancia de relleno). Esto no altera la ecuación, porque toda toda reacción se realiza en solución acuosa o produce sustancias que contienen agua de cristalización. Ej. : 2 H2SO4 Significa: • Hay dos moléculas de ácido sulfúrico ( o dos moles) • En cada molécula hay dos átomos de hidrógeno, un átomo de azufre y cuatro átomos de oxígeno.
Métodos para Balancear Ecuaciones: Ecuaciones : Tenemos diferentes métodos que se utilizan según convengan, de acuerdo al tipo de reacción, las cuales pueden ocurrir: Sin cambio de estados de oxidación en ningún elemento reaccionante: 1) Ensa Ensayo yo y Err Error or o Tan Tante teo. o. 2) Míni Mínimo mo Comú Común n Múlt Múltip iplo lo.. 3) Coefic Coeficient ientes es Indete Indetermi rminad nados os o Algeb Algebrai raico. co. Algunos elementos cambian su valencia: 4) REDOX 5) Ion Electrón Electrón o Semirreacci Semirreacción: ón: En medio ácido y básico. básico. 1. - Balance por Tanteo: Se emplea para balancear ecuaciones sencillas. Se realiza al “cálculo” tratando de igualar ambos miembros. Para ello utilizaremos el siguiente ejemplo: Balancear:
N 2 + H2 → • • •
Identificamos las sustancias que intervienen en la reacción. En este caso el nitrógeno y el hidrógeno para obtener amoniaco. Se verifica si la ecuación está balanceada o no. En este caso notamos que ambos miembros no tienen la misma cantidad de átomos, por lo tanto no está balanceada. Se balancea la ecuación colocando coeficientes delante de las fórmulas o símbolos que los necesitan. Empezar con los elementos metálicos o por el que se encuentra presente en menos sustancias: Primero balanceamos el nitrógeno: N 2 + H2 →
•
NH3
2 NH3
El hidrógeno y oxígeno quedarán para el final. Seguidamente balanceamos el hidrógeno: N2 + 3 H2 →
2 NH3.
•
Si un coef coefic icie ient nte e no es ente entero ro,, ento entonc nces es debe debe mult multip iplilica carr todo todoss por por el mayo mayorr de los los denominadores. En este caso no ocurre. Como es un tanteo, debe recordar que las reglas indicadas, son recomendaciones. Aún así, para cualquier ejercicio, empiece usted, por donde desee pero tomando como parámetro que el número de átomos de este elemento está definido en uno de los miembros. Balancear: Al(OH)3 + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2O •
Primero balanceamos el metal aluminio: 2 Al(OH)3 + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2O
•
Luego seguimos con el azufre: 2 Al(OH)3 + 3 H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2O
•
Finalmente continuamos con el hidrógeno, el oxígeno resulta balanceado automáticamente:
2 Al(OH)3 + 3 H2SO4
Al2(SO4)3 + 6 H2O
EJERCICIOS Balancear por Tanteo: 1.
Fe +
HCl
2.
H2SO4
+
3.
CO2
4.
C3 H 8 +
5.
CaCO3
+
FeCl3
+
Ca3 (PO4 )2 H2 O
CaSO4 C6H12O6
O2
CO2 CaO
H2
+
+
+
O6
H2O
CO2
2- Balance por el Mínimo Común Múltiplo: Veamos el siguiente ejemplo:
+
H3PO4
Balancear: • •
H2SO4 + Ca3(PO4 )2 → CaSO4 + H3PO4 Se obtiene el número total de oxidación de los radicales halogénicos: (SO4)2- = 2 ; (PO4)23- = 6 ; (PO4)3- = 3 Se escriben los números de oxidación totales de los radicales, debajo de cada compuesto que los contiene: H2SO4 + ↓ 2
•
Ca3(PO4 )2 ↓ 6
CaSO4 ↓ 2
+ H3PO4 ↓ 3
Se halla el MCM de los números que indican los estados estados de oxidación, en este caso el MCM es 6; luego se divide entre cada uno de ellos: 6/2 = 3 ;
•
→
6/6 = 1 ;
6/2 = 3 ; 6/3 = 2
Estos cocientes son los correspondientes coeficientes de los compuestos de la ecuación, así :
3 H2SO4 + Ca3(PO4 )2 3 CaSO4 + 2 H3PO4 Balancear: → Al(OH)3 + AlCl3 + KOH KCl • Escribimos los números de oxidación de los radicales halogénicos y básicos: Cl31- = 3 ; (OH)1- ; (OH)3- = 3 ; Cl1- = 1 Entonces: AlCl3 + KOH → Al(OH)3 + KCl •
↓ ↓ ↓ ↓ 3 1 3 1 Como el MCM es 3, dividiendo dividiendo obtenemos: 1 ; 3 ; 1 ; 3. Luego la ecuación balanceada será:
AlCl3 + 3 KOH
Al(OH)3 +
3 KCl
EJERCICIOS Balancear por el Mínimo Común Múltiplo: 1.
FeCl3 +
2.
H2SO4
K4 [ Fe(CN)6 ] →
+ AlCl3 →
3. CuCl2 4.
Cu(NO3)2
5.
KClO3
+
H2S +
→
KCl
Fe4[ Fe(CN)6]3
+ HCl
Al2(SO4)3 + HCl
→
CuS
+
HCl
H2SO4 → HNO3 + CuSO4 +
O2
3. - Balance por Coeficiente Indeterminados. Denominado Denominado también también método método algebraico algebraico.. Se trata de de un método método verdaderamen verdaderamente te algebraico que se utiliza para balancear cualquier ecuación química. Las reglas para su aplicación las veremos con el siguiente ejemplo: Balancear: KOH + Cl2 → ClK + KClO3 + H2O •
Se asignan coeficientes literales a cada uno de los elementos o compuestos presentes, así: a KOH
+
b Cl2
→
c ClK
+
d KClO3
+
e H2O
•
Se igualan las cantidades de las sustancias reactantes con las sustancias del producto, mediante sus coeficientes, resultando una cantidad de ecuaciones equivalente a la cantidad de variables literales; así: K →
a = c+d
(1)
H →
a = 2e
(3)
O →
a =
(2)
Cl →
3d + e
2b = c + d
(4)
• Si faltara una ecuación, se da un valor numérico a una sola de las variables; si faltaran dos variables, se asignarían dos valores para dos variables. En este caso, se escoge la ecuación más simple y se le asigna un valor numérico a una incógnita; es aconsejable darle el valor 1, así: En (3) → e =1
;
a = 2e → a = 2
luego
Substituyendo valores en (2) 2 = 3d + 1 → 2 – 1 = 3d → 1 = 3d → d = 1/3 Substituyendo valores e (1) 2 = C + 1/3 → C = 5/3C Substituyendo valores en (4) 2b = 5/3 +1/3 → 2b = 6/3 → b = 2/2 → b = 1 •
Cuando hay valores fraccionarios se prefiere eliminar los denominadores, multiplicando por el denominador apropiado ( en este caso por 3) : e = 1*3 =3 a = 2 * 3 = 6 d = 1/3 * 3 = 1 c = 5/3 * 3 = 5 b = 1 * 3 = 3
•
La ecuación balanceada será :
6 KOH
+
3 Cl2
Balancear: K2Cr 2O7 + HCl •
5 ClK
→ KCl
+
CrCl3
+ +
KClO3
+ 3 H2O
Cl2 +
H2O
Escribimos los coeficientes incógnita: a K2Cr 2O7 + b HCl
→ c KCl
+ d CrCl3
+ e Cl2 + f H2O
•
Igualamos las cantidades de las sustancias en ambos miembros: K→ 2a = c
(1)
Cr → 2a = d
(2)
O → 7a = f Cl → b = c + 3d + 2 e H→ b = 2f
(3) (4) (5)
• Reemplazando valores se tiene: Si a = 1 →
•
c = 2
(en 1),
d = 2
(en 2) ;
f = 7
( en 3);
b = 14
( en 5);
e = 3
( en 4)
Escribimos los coeficientes encontrados:
2. - Ca3(PO4)2 + H2SO4 + H2O
K2Cr 2O7 + 14 HCl
→
Ca(H2PO4)2 +
2 KCl + 2 CrCl3
CaSO4. 2H2O
+ 3 Cl2 + 7 H2O
EJERCICIOS Balancear por Coeficientes Indeterminados: 1.
H2SO4 + HBr → SO2 + H2O + Br 2
3.
H2 SO4 + NaCl + MnO2 → H2O + NaHSO4 +
4.
HgS + HCl +HNO 3
5.
I2 + HNO3
→
→
HIO3
H2HgCl4 + NO + NO
+ S
+
MnSO4 + Cl2 + S
+ H2O
H2O
4. - Balance REDOX. Recordemos: Oxidación: Es un cambio químico, en el cual un átomo o grupo de átomos pierde electrones. En una ecuación química se nota por el aumento algebraico en su estado de oxidación. Ej. : Al0 → Al 3+
Reducción: Cambio químico, en el cual un átomo o grupo de átomos gana electrones. En una ecuación química se distingue por la disminución en su estado de oxidación. Ej. : Fe2+ →
Fe0
*
Cada salto equivale a un electrón.
Ej. : Si el Al cambia su estado de oxidación de 0 a 3+, significa que ha perdido tres electrones. electrones. En cambio el Fe, que ha variado de 2+ a 0, ha ganado dos electrones. En una reacción química REDOX, la oxidación y la reducción ocurren simultáneamente. El número de electrones ganado por un átomo o grupo de átomos, es perdido por otro átomo o grupo de átomos. En estas reacciones NO hay producción ni consumo consumo de electrones, sólo hay transferencia. Los elementos que ceden electrones se oxidan y se llaman reductores. Los elementos que ganan electrones se reducen y se denominan oxidantes. El número de oxidación, representa el estado de oxidación de un átomo. Permite determinar la cantidad de electrones ganados o perdidos perdidos en un cambio químico por un átomo, átomo, una molécula o un ión. Se determina de la siguiente manera: • Los iones simples como Na + , Ca2+ , S2-, etc. , tienen un número de oxidación idéntico a su carga ( 1+, 2+, 2-), respectivamente. • Los átomos átomos o moléculas de los elementos elementos libres Fe, Fe, Cu, O, P4, Cl2, etc. , tienen número de oxidación 0 (cero), pues no han perdido ni ganado electrones. • En diferentes diferentes compuestos compuestos el H y el O tienen número de oxidación oxidación 1+ y 2- respectivament respectivamente, e, except excepto o en los casos casos en que el hidrógen hidrógeno o forma forma parte de los hidruros hidruros (NaH, (NaH, LiH...) LiH...) y el oxígeno forma peróxidos (H2O2...) en ambos casos exhiben exhiben número de oxidación 1-; o cuando reacciona con el fluor. • El número de oxidación de otros átomos en moléculas o iones complejos, se establece así: • El número de oxidación de los elementos conocidos como el hidrógeno y oxígeno, se escriben en la parte superior superior en los lugares respectivos respectivos.. Se multiplica multiplica luego por el número de átomos (2*4, 1*2) y los productos se escriben en la parte inferior. La suma total de los números de oxidación de los iones complejos es igual a la carga del ion. En una molécula neutra la suma total es cero; por lo tanto, el número de oxidación del átomo problema se calcula así:
1+(2) + X + 2-(4) = 0 2 + X + 8- = 0 X =8–2 X =6
El número encontrado se divide entre el número de átomos problema ( 6/1) y el resultado es el número de oxidación buscado( en este caso del azufre):
Para saber si un átomo gana gana o pierde pierde electrones electrones de manera manera directa directa se puede puede tomar tomar como referencia los signos (+) ganancia y (-) pérdida de electrones, para luego plantear la siguiente operación:
Entonces:
Ej. :
Pierde seis electrones, entonces hay una oxidación. Luego:
Estos cálculos que parecen engorrosos y una pérdida de tiempo se pueden realizar mentalmente, facilitando todo el trabajo. Ej. : Balancear: Al2 O3 + C + Cl2 → CO + AlCl3 •
Se determinan los números de oxidación para determinar cambios: Al23+ O32- + C0 +
Cl20 →
C2+O2-
+ Al3+Cl31-
•
Se detecta quienes se han oxidado y quienes se han reducido de acuerdo al cambio del número de oxidación:
•
Se procede a escribir las ecuaciones iónicas:
•
Se multiplica en las ecuaciones el número de electrones por coeficientes adecuados para que el total de electrones perdidos sea igual al número de electrones electrones ganados:
•
Se asignan como coeficientes de las sustancias afectadas en la ecuación, los factores que se utilizaron para que el número de electrones sea igual:
Al2 O3 + 3 C + 3 Cl2 •
3 CO + 2 AlCl3
Se concluye el balanceo por tanteo. En el ejemplo como la ecuación ya quedó balanceada, no es necesario este proceso. (Nota: Hay modificaciones según los diversos autores)
Balancear: CrI3 + Cl2 + NaOH → Na2CrO4 +
Na I O4 + NaCl + H2O (Podemos obviar varios pasos):
En este caso especial tres átomos cambian su valencia:
Sumamos las ecuaciones (1 ) y (3 ) para hacer una sola ecuación de oxidación:
Igualamos la cantidad de electrones multiplicando por los factores respectivos: (Por 2 la ec. 4 y por 27 la ec. 5)
Se puede establecer una ecuación básica sumando: 2 CrI3 + 27 Cl2 + ¿ NaOH → Na2CrO4 + 6 Na I O4 + 54NaCl + ¿ H2O Completando:
2 CrI3 + 27 Cl2 + 64NaOH
2Na2CrO4 + 6 Na I O4 + 54NaCl + 32H2O (Verificar)
El proceso de oxidación-reducción NO ocurre en las ecuaciones de metátesis. Ej: NaOH + HCl → NaCl + H 2O EJERCICIOS Balancear por REDOX: 1. Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O 2. NaClO3 + K2SnO2 → NaCl + K2SnO3 3.
FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2
4.
Zn + NaNO3 + NaOH → Na2ZnO2 + NH3 + H2O
5.
KMnO4 + H2SO4 + H2O2 → MnSO4 +
O2 + K2SO4
5.- Balance por Ión Electrón. Normas Generales: En este método, cada cada proceso se plantea por una reacción parcial o semirreacción semirreacción formada por las sustanci sustancias as que se oxidan oxidan o se reducen. reducen. Cada una una de ellas se se balancea balancea de dos maneras: maneras: Balance de masa (nº de átomos) y balance de carga (nº de electrones) utilizándose para ello, coeficientes. La suma algebraica del número de electrones en las semirreacciones es cero y la suma de las masas equivale ala ecuación total. Se suman algebraicamente las dos semirreacciones, eliminándose por cancelación, los términos que representan electrones y en algunos casos molécula o iones. Se introducen los coeficientes coeficientes en la ecuación balanceada balanceada y luego se ajustan por tanteo los los coeficientes de las especies que no han variado su estado de oxidación. Se considera que no se ionizan: Los elementos elementos en estado estado libre (átomos (átomos o moléculas) moléculas) y los óxidos y sustancias covalentes. Se presentan dos casos de balanceo por el método del ion electrón: En medio ácido y en medio básico: a. En Medio Ácido: Se debe tener en cuenta además de las normas generales, las siguientes: • El balance de masa en las semirreacciones se ejecuta así: Añadiendo, donde hay defecto de oxígeno, el mismo número de moléculas de agua; y, en el otro miembro de la ecuación se colocan iones H + o protones en un número igual al de átomos de hidrógeno existentes en las moles de agua añadidas. Cuando el H2O2 actúa como oxidante forma agua:
H2O2 + 2H+ + 2e-
2H2O
Cuando el H2O2 actúa como reductor libera oxígeno: H2O2 + 2(OH)Balancear: Zn + HNO3 → NO + Zn(NO3)2
2H2O + O2 + 2e + H2O
•
Escribimos los números de oxidación, e identificamos los cambios:
•
Planteamos las semirreacciones: Zn0 → Zn2+ (NO3)- → NO0
•
Realizamos el balance de masa: Zn0 → Zn2 (NO3)- + 4H+ →
•
NO0 + 2H2O
Ahora balanceamos la carga: Zn0
→
(NO3)- +
Zn2+ + 2e4H+ + 3e- →
NO0 + 2H2O
•
Igualamos el número de electrones:
•
Sumamos algebraicamente:
•
Introducimos los coeficientes encontrados y ajustamos:
• Balanceamos los elementos que no han variado (en este caso no es necesario): 3 Zn + 8 HNO3
3 Zn(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O (Verificar)
El zinc se ha oxidado y es el reductor. El ácido nítrico se ha reducido y es el oxidante. Balancear: •
MnO2 +
HCl → Cl2 +
MnCl2 +
H2 O
Escribimos los números de oxidación y elaboramos las semirreacciones:
(Verificar)
El HCl se ha oxidado y es el reductor. El MnO2 se ha reducido y es el oxidante. Balancear:
*Notamos que el nitrógeno no está balanceado ni el hidrógeno, debido a ello lo hacemos por tanteo:
2MnO2 + 3PbO2 + 6HNO3
2HMnO4 + 3Pb(NO3)2 + 2 H2O
Otra forma de plantear una ecuación es en forma iónica: (MnO)1- + S2- + H+ → MnO2 + S0 +H2O
EJERCICIOS Balancear por Ion Electrón Electrón : Medio Ácido: 1.
KMnO4 +
H2S
+ HCl → MnCl2 + S + KCl + H2O
2.
Br 2
3.
HNO3 + H2S → NO + S
4.
Ca(ClO)2 + KI
5.
KCl
+ SO2 + H2O → HBr
+ HCl
+ KMnO4 +
H2SO4
+
H2SO4
+ H2O
→ I
+
CaCl2
+ H2O
+ KCl
→ MnSO4 + K2SO4 + H2O + Cl2
b. Medio Básico: También se debe tener en cuenta las orientaciones generales, además de las siguientes:
• Para igualar igualar la masa: Donde hay mayor mayor número de oxígeno oxígeno se añade igual número número de agua (moles); (moles); en el otro miembro se coloca coloca el doble de la cantidad de iones (OH)1- en relación con el número de moles de agua. Ej. : Balancear: Bi2O3 + NaClO NaClO + NaOH → NaBiO3 + NaCl + H2O •
Escribimos sus estados de oxidación e identificamos los cambios sufridos:
•
Planteamos Planteamos las semiecuaci semiecuaciones ones respectivas respectivas y balanceamos balanceamos tanto tanto la masa como las cargas:
•
Igualamos y luego sumamos:
•
Introducimos coeficientes: Bi2O3 + 2NaClO +
•
2NaOH → 2NaBiO3 + 2 NaCl
+
H2O
En este caso no es necesario complementar con balance por tanteo.
Bi2O3 + 2NaClO + 2NaOH
2NaBiO3 + 2 NaCl + H2O
El Bi2O3 se ha oxidado y es el reductor. El NaClO se ha reducido y es el oxidante. Balancear: NH3 + Na2Cr O4 + H2O + NaCl → NaNO3 + CrCl3 + NaOH •
Escribimos los estados de oxidación e identificamos los cambios:
•
Escrib Escribimo imoss las semiec semiecuac uacion iones es respec respectiva tivass y balanc balanceam eamos os tanto tanto la masa masa como como las cargas: N3+H3 + (CrO4)2-
6(OH) +
→ (NO3)1- + 3 H2O + 8e- (exceso de H)!
4H2O + 3e- →
Cr 3+ + 8(OH)1-
Si después de haber ajustado el número de oxígenos resulta un exceso de hidrógeno, se aumentará un número equivalente de grupos (OH) al exceso y en el otro miembro se escribirán igual número de moles moles de agua. Este exceso puede existir existir en el mismo miembro de los (OH) y se sumará; pero si está presente en el otro miembro se restará. Si existiese un exceso de H y O en el mismo miembro, puede escribir un (OH) en el otro miembro, por cada pareja de H y O en exceso, así:
•
Igualamos y luego sumamos:
•
Finalmente colocamos los coeficientes respectivos en la ecuación y notamos que el NaCl no tiene coeficiente conocido:
3 NH3 + 8 Na2Cr O4 •
+ 14 H2O + X NaCl → 3NaNO3 + 8 CrCl3 + 37NaOH
Balanceamos por tanteo (consideramos el número de Cl = 24):
3 NH3 + 8 Na2Cr O4 + 14 H2O + 24 NaCl EJERCICIOS Balancear por Ion Electrón: Medio Básico: 1. Zn + NaNO 3 + NaOH →
Na2(ZnO2) + NH3 + H2O
3NaNO3 + 8 CrCl3 + 37NaOH
2. KMnO4 + NH3 → KNO3 + MnO2 3. Fe(OH)2 + O2 + H2O→ Fe(OH)3 4. Ag2SO3 + AgBr + H2O DEAN, J.A 1990 DIAZ ALFARO, Blanca 1993 GOÑI GALARZA, J.
+ KOH + H2O
IV.-BIBLIOGRAFÍA Lange manual de química-McGraw Hill-México.
MASTERTON- SLOWINSKI-STANITSKI SLOWINSKI-STANITSKI 1989 MASTERTON, William L. 1998 LAFITTE, Marc 1997 SEVERIANO HERRERA, V. y Otros 1984
Por: José del C. Mondragón Córdova.
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