E S T R A T E G I AE S T R A T E G I A P A R A E L B A L A N C E OP A R A E L B A L A N C E O

D E R E A C C I O N E S D E R E A C C I O N E S

1. Identifica los átomos que presumiblemente cambian su estado de oxidación al pasar de reactivos a productos.

2. Para cada uno, escribe las especies que los contienen.

3. Inicia balanceando en cada caso el átomo que está sufriendo el

cambio en el estado de oxidación.

4. Balancea todos aquéllos átomos presentes en dichas especies que no sean O ni H, haciendo uso de las especies químicas restantes que los contengan.

5. Balancea los O adicionando tantas H2O como sean necesarias en

el lado de la ecuación en que hagan falta.

6. Balancea los H adicionando tantos H+ como sean necesarios en el lado de la ecuación en que hagan falta.

7. Adiciona el número de e- que hagan falta para igualar las cargas

a ambos lados de la ecuación.

8. Ya con las semirreacciones de reducción (con los electrones a la izquierda) y de oxidación (con los electrones a la derecha), multiplica la primera por el número de electrones involucrados en la segunda y viceversa. En este punto, debes simplificar: por ejemplo, si la primera se multiplica por 6 y la segunda por 2, deberás multiplicar la primera por 3 y la segunda por 1.

9. Suma ambas ecuaciones y elimina los términos que aparezcan en

ambos lados de la ecuación (H+ y e-); si aparecen moléculas de H2O en ambos lados, elimina aquellas de las que se tenga un excedente, de tal manera que en la ecuación final solamente queden en uno de los lados.

EEEJJJEEEMMMPPPLLLOOO 111

? As4 + ? HNO3 + ? H2O à ? H3AsO4 + ? NO Etapa 1: El As aparece sin combinarse del lado izquierdo (As4) y formando parte de un compuesto en el derecho (H3AsO4); por este sólo hecho, debe de ser uno de los elementos a balancear. El otro a considerar es N, porque forma compuestos con diferente grado de oxigenación (en HNO3 del lado de los reactivos está unido a 3 O, mientras que en NO del lado de los productos se une solo a 1). Etapa 2 para la semirreacción del As: colocamos a ambos lados de la flecha las especies que contienen As.

As4 à H3AsO4 Etapa 3 para la semirreacción del As: adicionamos un “4” como coeficiente a la derecha para que a ambos lados de la ecuación haya 4 As.

As4 à 4 H3AsO4 Etapa 4 para la semirreacción del As: no se realiza (no hay otros elementos aparte de As, O y H). Etapa 5 para la semirreacción del As: del lado derecho hay 16 O y del izquierdo ninguno, por lo que adicionamos 16 H2O de este último lado.

+ 16 H2O + As4 à 4 H3AsO4 Etapa 6 para la semirreacción del As: ahora tenemos 32 H del lado izquierdo (de las 16 H2O) y sólo 12 del derecho (los presentes en 4 H3AsO4). Para igualar el número de H de ambos lados, adicionamos 20 H+ del lado derecho.

16 H2O + As4 à 4 H3AsO4 + 20 H+

Etapa 7 para la semirreacción del As: las 20 cargas positivas de los 20 H+ se neutralizan con 20 cargas negativas de 20 e-.

+ 16 H2O + As4 à 4 H3AsO4 + 20 H+ + 20 e- Hemos concluido esta etapa: ésta es la ecuación de oxidación. Ahora se debe balancear al otro elemento.

Etapa 2 para la semirreacción del N: se colocan a ambos lados de la flecha las especies que contienen N.

HNO3 à NO Etapa 3 para la semirreacción del N: no se realiza (ya están balanceados los N). Etapa 4 para la semirreacción del N: no se realiza (no hay otros elementos aparte de N, O y H). Etapa 5 para la semirreacción del N: hay 3 O del lado izquierdo (en el HNO3) y sólo 1 del derecho (en el NO). Agregamos entonces dos H2O para balancear los oxígenos.

HNO3 à NO + 2 H2O

Etapa 6 para la semirreacción del N: hay 1 H del lado izquierdo (en el HNO3) y 4 del derecho (en 2 H2O). Agregamos entonces 3 H+ para balancear los H.

+ 3 H+ + HNO3 à NO + 2 H2O

Etapa 7 para la semirreacción del N: las 3 cargas positivas de los 3 H+ se neutralizan con 3 cargas negativas de 3 e-.

+ 3 e- + 3 H+ + HNO3 à NO + 2 H2O Ésta es la ecuación de semirreacción de reducción. Etapa 8: cada una de las ecuaciones de semirreacción se debe multiplicar por el número de electrones involucrados en la otra.

3 x ( + 16 H2O + As4 à 4 H3AsO4 + 20 H+ + 20 e- )

20 x ( + 3e- + 3 H+ + HNO3 à NO + 2 H2O ) ↓

+ 48 H2O + 3 As4 à 12 H3AsO4 + 60 H+ + 60 e- + 60e- + 60 H+ + 20 HNO3 à 20 NO + 40 H2O

Etapa 9: se suman ambas ecuaciones y se eliminan los H+ y e- presentes a ambos lados. 60e- + 60 H+ + 3 As4 + 20 HNO3 + 48 H2O à

+ 12 H3AsO4 + 20 NO + 40 H2O + 60 H+ + 60 e-

↓

20 HNO3 + 48 H2O + 3 As4 à 20 NO + 40 H2O + 12 H3AsO4

Restando 40 H2O a ambos lados de la ecuación obtenemos la ecuación balanceada:

20 HNO3 + 8 H2O + 3 As4 à 20 NO + 12 H3AsO4

EEEJJJEEEMMMPPPLLLOOO 222

? FeS + ? HNO3 à ? Fe(NO3)3 + ? NO + ? H2O + ? S8 Etapa 1: En S8 el azufre no está combinado con algún otro elemento, y por este sólo hecho debe de ser uno de los elementos a balancear; el otro es N, porque forma compuestos con diferente grado de oxigenación (en HNO3 está unido a tres oxígenos, mientras que en NO a solo uno). Etapa 2 para la semirreacción del S: se colocan a ambos lados de la flecha las especies que contienen S.

FeS à S8 Etapa 3 para la semirreacción del S: hay solamente 1 S del lado izquierdo y 8 del derecho, por lo que debe colocarse un 8 antes del FeS para balancear a este elemento.

8 FeS à S8 Etapa 4 para la semirreacción del S: los elementos aparte de S, O y H es Fe: del lado izquierdo hay 8, mientras que se halla ausente del derecho; introducimos entonces de este lado la especie que lo contiene, Fe(NO3)3, acompañado de un coeficiente 8 para completar el balanceo de este elemento.

8 FeS à S8 + 8 Fe(NO3)3 Al balancear al Fe hemos tenido qué introducir del lado derecho al N, que deberá balancearse también. En la ecuación original la fuente de N del lado izquierdo es HNO3, por lo que introducimos ahora 24 HNO3 para que este elemento quede balanceado.

+ 24 HNO3 + 8 FeS à S8 + 8 Fe(NO3)3

Etapa 5 para la semirreacción del S: no se realiza (en ambos lados de la ecuación hay 72 O). Etapa 6 para la semirreacción del S: hay 24 H del lado izquierdo (de los 24 HNO3) y ninguno en el derecho, por lo que introducimos en este último 24 H+.

24 HNO3 + 8 FeS à S8 + 8 Fe(NO3)3 + 24 H+ Etapa 7 para la semirreacción del S: las 24 cargas positivas de los 24 H+ se neutralizan con 24 cargas negativas de 24 e-.

24 HNO3 + 8 FeS à S8 + 8 Fe(NO3)3 + 24 H+ + 24 e- Ésta es la ecuación de oxidación. Ahora se debe balancear el otro elemento. Es importante que no pierdas de vista que, aunque el otro elemento es N y lo hemos involucrado en el balanceo del S, debe de balancearse por su lado también a partir de especies en las que se deduzca que efectivamente está cambiando su estado de oxidación. Etapa 2 para la semirreacción del N:

HNO3 à NO

Esta semirreacción ya la habíamos balanceado en el ejercicio anterior, dando por resultado:

+ 3e- + 3 H+ + HNO3 à NO + 2 H2O por lo que simplemente la retomamos y ésta será la ecuación de reducción. Etapa 8: cada una de las ecuaciones se debe multiplicar por el número de electrones involucrados en la otra.

3 x (+ 24 HNO3 + 8 FeS à S8 + 8 Fe(NO3)3 + 24 H+ + 24 e- ) 24 x ( + 3e- + 3 H+ + HNO3 à NO + 2 H2O )

Toma en cuenta que 3 y 24 se pueden simplificar a 1 y 8:

1 x (+ 24 HNO3 + 8 FeS à S8 + 8 Fe(NO3)3 + 24 H+ + 24 e- ) 8 x ( + 3e- + 3 H+ + HNO3 à NO + 2 H2O )

↓

+ 24 HNO3 + 8 FeS à S8 + 8 Fe(NO3)3 + 24 H+ + 24 e- + 24e- + 24 H+ + 8 HNO3 à 8 NO + 16 H2O

Etapa 9: eliminamos los H+ y los e-. + 24e- + 24 H+ + 8 FeS + 24 HNO3 + 8 HNO3 à

8 Fe(NO3)3 + 8 NO + 16 H2O + S8 + 24 H+ + 24 e- En esta ecuación no se simplifican las H2O (no existen del lado izquierdo). Llegamos así pues a la ecuación balanceada:

8 FeS + 32 HNO3 à 8 Fe(NO3)3 + 8 NO + 16 H2O + S8 EEEJJJEEEMMMPPPLLLOOO 333

? HIO3 + ? H2SO3 à ? H2SO4 + ? I2 + ? H2O

Etapa 1: I2 está sin combinar del lado derecho, y por este sólo hecho, debe de ser uno de los elementos a balancear; el otro es S, porque forma compuestos con diferente grado de oxigenación (en H2SO3 está unido a 3 O, mientras que en H2SO4 a 4). Etapa 2 para la semirreacción del I: se colocan a ambas lados de la flecha las dos especies que poseen I.

HIO3 à I2 Etapa 3 para la semirreacción del I: Hay 1 I del lado izquierdo (HIO3) y dos del lado derecho (I2), por lo que insertamos un coeficiente de 2 al HIO3 para balancear los I.

2 HIO3 à I2

Etapa 4 para la semirreacción del I: no se realiza (no hay otros elementos aparte de I, O y H). Etapa 5 para la semirreacción del I: del lado izquierdo hay 6 O y del derecho ninguno. Colocamos entonces 6 H2O de este lado.

2 HIO3 à I2 + 6 H2O Etapa 6 para la semirreacción del I: del lado izquierdo hay 2 H (en 2 HIO3); del derecho hay 12 H (en las 6 H2O). El balance de H se alcanza adicionando 10 H+ del lado izquierdo.

+ 10 H+ + 2 HIO3 à I2 + 6 H2O

Etapa 7 para la semirreacción del I: las 10 cargas positivas de los 10 H+ se neutralizan con 10 cargas negativas de 10 e-.

+ 10 e- + 10 H+ + 2 HIO3 à I2 + 6 H2O Ésta es la ecuación de reducción. Ahora se debe balancear al otro elemento. Etapa 2 para la semirreacción del S: colocamos a ambos lados de la flecha las dos especies que contienen S.

H2SO3 à H2SO4 Etapa 3 para la semirreacción del S: no se realiza (hay el mismo número de S en ambos lados de la ecuación). Etapa 4 para la semirreacción del S: no se realiza (no hay otros elementos aparte de S, O y H). Etapa 5 para la semirreacción del S: del lado izquierdo hay 3 O (en H2SO3) y del derecho 4 (en H2SO4). El balance de O se alcanza adicionando 1 H2O del lado izquierdo.

+ H2O + H2SO3 à H2SO4 Etapa 6 para la semirreacción del S: del lado izquierdo hay 4 H (en H2O + H2SO4) y del derecho 2 (en H2SO4). El balance de H se alcanza adicionando 2 H+ del lado derecho.

H2O + H2SO3 à H2SO4 + 2 H+ Etapa 7 para la semirreacción del S: las 2 cargas positivas de los 2 H+ se neutralizan con 2 cargas negativas de 2 e-.

+ H2O + H2SO3 à H2SO4 + 2 H+ + 2 e- Ésta es la ecuación de oxidación. Etapa 8: cada una de las ecuaciones se debe multiplicar por el número de electrones involucrados en la otra.

10 x ( + H2O + H2SO3 à H2SO4 + 2 H+ + 2 e- ) 2 x ( + 10 e- + 10 H+ + 2 HIO3 à I2 + 6 H2O )

Simplificando 10 y 2 a 5 y 1:

5 x ( + H2O + H2SO3 à H2SO4 + 2 H+ + 2 e- ) 1 x ( + 10 e- + 10 H+ + 2 HIO3 à I2 + 6 H2O )

↓

+ 5 H2O + 5 H2SO3 à 5 H2SO4 + 10 H+ + 10 e- + 10 e- + 10 H+ + 2 HIO3 à I2 + 6 H2O

Etapa 9: Elimina H+ y e- de ambos lados de la ecuación. + 10 e- + 10 H+ + 2 HIO3 + 5 H2SO3 + 5 H2O à

5 H2SO4 + I2 + 6 H2O + 10 H+ + 10 e-

↓

2 HIO3 + 5 H2SO3 + 5 H2O à 5 H2SO4 + I2 + 6 H2O Restando 5 H2O a ambos lados, obtenemos la ecuación ya balanceada:

2 HIO3 + 5 H2SO3 à 5 H2SO4 + I2 + H2O

EEEJJJEEEMMMPPPLLLOOO 444 ? K2Cr2O7 + ? CH3C6H4NH2 + ? H2SO4 à

? Cr2(SO4)3 + ? K2SO4 + ? HO2CC6H4NO2 + ? H2O Etapa 1: El Cr cambia la cantidad de oxígenos a los que se une al pasar de K2Cr2O7 a Cr2(SO4)3; por otro lado, esta misma situación se observa en la transformación de CH3C6H4NH2 a HO2CC6H4NO2. De hecho, en este último caso no queda claro si es C o N o ambos (de hecho, son ambos) quienes están sufriendo un proceso de oxidación o de reducción, por lo que llevaremos a cabo el análisis con este par de sustancias sin preocuparnos cuál es quien en realidad interviene o si son los dos. Etapa 2 para la semirreacción del Cr: se representa a ambos lados de la flechas las 2 especies que contienen Cr.

K2Cr2O7 à Cr2(SO4)3 Etapa 3 para la semirreacción del Cr: el número de átomos de Cr es el mismo en ambos lados.

K2Cr2O7 à Cr2(SO4)3

así que pasamos a la siguiente etapa. Etapa 4 para la semirreacción del Cr: los elementos a balancear por tanteo son K y S, que aparecen en la ecuación:

K2Cr2O7 à Cr2(SO4)3 Iniciamos con el K. Colocamos del lado derecho la especie que lo contiene en los productos:

K2Cr2O7 à Cr2(SO4)3 + K2SO4 Y advertimos que ya ha quedado balanceado. Ahora seguimos con el S: como hay cuatro del lado derecho (de Cr2(SO4)3 + K2SO4) y ninguno del izquierdo, deberemos de adicionar de este lado tantas moléculas como hagan falta de la fuente de este elemento, esto es, 4 H2SO4:

4 H2SO4 + K2Cr2O7 à Cr2(SO4)3 + K2SO4 con lo que completamos esta etapa. Etapa 5 para la semirreacción del Cr: del lado izquierdo tenemos un total de 23 O, mientras que del lado derecho hay sólo 16. Los 7 átomos de oxígeno que faltan del lado derecho para igualar el número de oxígenos los adicionamos como moléculas de H2O:

4 H2SO4 + K2Cr2O7 à Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O Etapa 6 para la semirreacción del Cr: del lado izquierdo tenemos 8 H (los de los 4 H2SO4); del derecho hay 14 (de las 7 H2O). Requerimos pues de adicionar 6H+ del lado izquierdo.

+ 6 H+ + 4 H2SO4 + K2Cr2O7 à Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

Etapa 7 para la semirreacción del As: las 6 cargas positivas de los 6 H+ se neutralizan con 6 cargas negativas de 6 e-.

+ 6 e- + 6 H+ + 4 H2SO4 + K2Cr2O7 à Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O Ésta es la ecuación de reducción. Ahora se debe balancear al otro par de sustancias. Etapa 2 para la semirreacción de los compuestos con C y N: se representa a ambos lados de la flechas las especies de C y N.

CH3C6H4NH2 à HO2CC6H4NO2

Etapa 3 para la semirreacción de los compuestos con C y N: no se realiza (ambas especies contienen 7 C y 1 N). Etapa 4 para la semirreacción de los compuestos con C y N: no se realiza (no hay elementos distintos de C, N, O y H). Etapa 5 para la semirreacción de los compuestos con C y N: dado que solamente hay cuatro oxígenos del lado derecho, deben adicionarse 4 H2O del lado izquierdo para balancear estos átomos.

+ 4 H2O + CH3C6H4NH2 à HO2CC6H4NO2

Etapa 6 para la semirreacción de los compuestos con C y N: del lado izquierdo hay 17 H y del derecho hay sólo 5, por lo que adicionaremos 12 H+ de este último lado.

+ 4 H2O + CH3C6H4NH2 à HO2CC6H4NO2 + 12 H+ Etapa 7 para la semirreacción de los compuestos con C y N: las 12 cargas positivas de los 12 H+ se neutralizan con 12 cargas negativas de 12 e-.

+ 4 H2O + CH3C6H4NH2 à HO2CC6H4NO2 + 12 H+ + 12 e- Ésta es la ecuación de oxidación. Etapa 8: cada una de las ecuaciones se debe multiplicar por el número de electrones involucrados en la otra.

6 x (+ 4 H2O + CH3C6H4NH2 à HO2CC6H4NO2 + 12 H+ + 12 e-)

12 x (+ 6 e- + 6 H+ + 4 H2SO4 + K2Cr2O7 à Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O)

↓

1 x (+ 4 H2O + CH3C6H4NH2 à HO2CC6H4NO2 + 12 H+ + 12 e-) 2 x (+ 6 e- + 6 H+ + 4 H2SO4 + K2Cr2O7 à Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O)

↓

4 H2O + CH3C6H4NH2 à HO2CC6H4NO2 + 12 H+ + 12 e- 12 e- + 12 H+ + 8 H2SO4 + 2 K2Cr2O7 à 2 Cr2(SO4)3 + 2 K2SO4 + 14 H2O

Etapa 9: se eliminan los H+ y los e- 12e- + 12 H+ + 4 H2O + CH3C6H4NH2 + 8 H2SO4 + 2 K2Cr2O7 à

HO2CC6H4NO2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O + 12 H+ + 12 e-

↓ 4 H2O + CH3C6H4NH2 + 8 H2SO4 + 2 K2Cr2O7 à

HO2CC6H4NO2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O Restando 4 H2O a ambos lados de la ecuación obtenemos la ecuación blanceada: CH3C6H4NH2 + 8 H2SO4 + 2 K2Cr2O7 à

HO2CC6H4NO2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O