INFORMES DE QUÍMICA 11-2 2019: abril 2018

INTRODUCCIÓN

Las reacciones químicas se definen como todo el proceso en el cual una o más sustancias sufren transformaciones químicas. Por ello son necesarias las ecuaciones químicas, ya que nos muestran por medio de una representación simbólica las transformaciones que estas sufren bajo ciertas condiciones especificas. Ademas de eso la ecuación química también nos muestra la cantidad de sustancias o elementos que intervienen y se obtienen

Las reacciones químicas pueden describirse identificando los reactivos y productos mediante las ecuaciones químicas. En una ecuación química se escriben las formulas de los reactivos a la izquierda, separadas por una flecha de las formulas de los productos que se escriben a la derecha. Si existe mas de un reactivo, o mas de un producto, se separan mediante signos de más (+).

Por ejemplo, el monóxido de nitrógeno, un gas toxico que emiten los tubos de escape de los carros, reacciona con el oxigeno del aire formando dióxido de nitrógeno, otro gas contaminante. Este cambio químico puede representarse por:

monóxido de nitrógeno + oxigeno ---------> dióxido de nitrógeno

La forma mas cómoda de representar este proceso es mediante las correspondientes formulas químicas:

NO + 02 --------> NO2

Decimos entonces que la reacción está igualada o balanceada pues existe el mismo número de átomos entre los reactantes y en los productos.

Existen diferentes métodos que podemos usar para llevar a cabo el balanceo, en el siguiente trabajo nos enfocaremos en dos métodos específicos (balanceo por tanteo y oxido-reducción).

OBJETIVO GENERAL

Lograr que el estudiante se familiarice con los métodos existentes para el balanceo de ecuaciones químicas y así mismo lo aplique en las diferentes situaciones que se puedan presentar.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Identificar una ecuación química
Aprende conceptos basicos para el balanceo de ecuaciones
Diferenciar los tipos de balanceo
Logra balancear una ecuación por método de tanteo
Logra balancear una ecuación por método de oxido - reducción

BALANCEO DE ECUACIONES

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 coeficientes estequiométricos, que 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 se equilibran al final, porque generalmente forman agua (sustancia de relleno). Esto no altera la ecuación, porque 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.

LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MASA

El químico francés Antoine Lavoisier (1743 - 1794) comprobó experimentalmente la ley de la conservación de la masa, gracias a su trabajo en un ensayo sobre la mejora de las técnicas del alumbrado publico de París.

A finales del siglo XVIII, este noble francés, observo que la masa total de todas las sustancias presentes al final de una reacción química era la misma que antes de que esta tuviera lugar. Dicha observación, conocida como la ley de conservación de la masa, es una de las leyes fundamentales de los cambios químicos.

Con la llegada de la teoría atómica, los químicos comprendieron la base de esta ley: los átomos no se crean ni se destruyen durante una reacción química. Así pues, la misma colección de átomos esta presente antes y después de que la reacción tenga lugar. Los cambios ocurridos durante un proceso químico suponen, "sencillamente", un reordamiento de átomos.

BALANCEO POR TANTEO

En este método probamos diferentes coeficientes para igualar el número de átomos de cada elemento en ambos lados de la ecuación. Podemos cambiar los coeficientes (los números que preceden a las fórmulas), pero no los subíndices (los número que forman parte de las fórmulas).

1. Se verifica si la ecuación química está balanceada; esto lo conseguimos contando la cantidad de átomos que tenemos de los elementos reactivos y comparándola con la cantidad que tenemos de producto. Si no es la misma proseguimos.

2. Primero vamos a balancear los elementos Metálicos. (Buscamos los coeficientes que nos den la misma cantidad de reactivos que de productos en los elementos metálicos.

En este caso no tenemos elementos metálicos

3. Balanceamos los elementos No metálicos.

El nitrógeno es un elemento no metálico.

Pero aún no ha quedado balanceada la ecuación.

4. Balanceamos los Hidrógenos.

Como habíamos balanceado el No Metal, el coeficiente 2 en el amoniaco (producto), significa que tenemos en realidad 6 hidrógenos como producto así que teníamos que escribir un coeficiente en el Hidrógeno de reactivo que al multiplicarlo por dos nos diera 6. Este número es el: 3.

5. Balanceamos los oxígenos.

No hay.

6. Verificamos si efectivamente está balanceada

Sí está balanceada..

PROS Y CONTRAS DEL BALANCEO POR TANTEO

BALANCEO POR OXIDO - REDUCCIÓN

Una reacción REDOX (óxido reducción), es aquella en la cual una sustancia transfiere electrones a otra sustancia.

La sustancia que pierde electrones se oxida, y la sustancia que gana electrones se reduce.

A la sustancia que pierde electrones se le llama agente reductor; y la sustancia gana electrones se le llama agente oxidante.

PROCEDIMIENTO

1. Asignar correctamente el número de oxidación (N.O.) a todos los átomos

que participen en la reacción.

2. Identificar los átomos de los elementos que cambiaron su número de oxidación al pasar de reactivo a producto. Es decir determinar quién se oxidó y quién se redujo.

3. Escribir la semireacción de oxidación y la de reducción para cada elemento según se trate. Balancear cada semirreacción en cuanto al número de átomos del elemento e indicar el número total de átomos del elemento e indicar el número total de electrones ganados o perdidos.

4. Balancear la cantidad de electrones ganados o perdidos, de tal forma que sea la misma cantidad en ambas semireacciones. (Multiplica la semireacción de oxidación por el número de electrones ganados del elemento que se reduce. Y la semireacción de reducción por el número de electrones perdidos del elemento que se oxida).

5. Sumar las dos semireacciones para obtener una sola.

6. Los coeficientes encontrados se colocan en las fórmulas que corresponde a la ecuación original.

7. Por último, se termina de balancear la ecuación por tanteo.

8. Simplificar los coeficientes si se puede.

Ejemplo:

Paso 1: Asignar números de oxidación

Paso 2: Identifica quién se oxidó y quién se redujo

Circulo café:oxido
Circulo azul: redujo

Paso 3: Escribir las semireacciones y balancear

Esta semireacción no necesita balancearse ya que sólo se redujo un solo átomo de N.

Esta semireacción necesita balancearse ya que hay 2 átomos de Br oxidados por tal motivo el total de átomos que se pierden es el doble.

Ahora ya está balanceada la semireacción del Br.

Paso 4: Balancear la cantidad de átomos ganados y perdido

Recuerda que para hacerlo, debes multiplicar la semireacción de oxidación por el número de electrones ganados del elemento que se reduce. Y la semireacción de reducción por el número de electrones perdidos del elemento que se oxida).

Paso 5: Sumar las dos semireacciones para obtener una sola

Paso 6: Los coeficientes encontrados se colocan en las fórmulas que corresponde a la ecuación original.

Paso 7: Por último, se termina de balancear la ecuación por tanteo.

Paso 8: Simplificar los coeficientes si se puede.

Los coeficientes no se pueden simplificar para esta ecuación.

PROS Y CONTRAS DEL BALANCEO POR OXIDO - REDUCIÓN

BALANCEO ALGEBRAICO

Procedimiento:

Paso 1: Asignar una incógnita, (puedes empezar con la “a”) sobre las especies de la ecuación.

Paso 2. Multiplicar la cantidad de átomos de cada elemento por la incógnita asignada, para establecer las ecuaciones. El símbolo produce (  ) equivale al signo igual a (=).

Paso 3. Utilizando esas ecuaciones, da un valor arbitrario a cualquier incógnita (empieza probando con el 1 o el 2) esto nos permitirá despejar las incógnitas de las demás ecuaciones.

Paso 4. Asignar a cada una de las especies el valor encontrado para cada una las variables.

Paso 5. Simplificar si es posible.

Ejemplo:

Balancea la siguiente ecuación:

Paso 1: Asignar una incógnita, (puedes empezar con la “a”) sobre las especies

de la ecuación.

Paso 2: Multiplicar la cantidad de átomos de cada elemento por la incógnita asignada, para establecer las ecuaciones. El símbolo produce (  ) equivale al signo igual a (=).

Paso 3: Utilizando esas ecuaciones, da un valor arbitrario a cualquier incógnita (empieza probando con el 1 o el 2) esto nos permitirá despejar las incógnitas de las demás ecuaciones.