QUÍMICA I: BALANCEO DE ECUACIONES...

QUÍMICA I: BALANCEO DE

ECUACIONES QUÍMICAS

ELABORADO POR: M JOSÉ GUADALUPE MONROY

Para interpretar de manera más eficiente las ecuaciones químicas y poder

describir un proceso o reacción química a través de ellas, se hace el uso de

una serie de símbolos que acompañan a las fórmulas químicas, siendo las más

comunes:




Interpretación de una Ecuación Química

Una ecuación química se puede entender de muchas maneras, por ejemplo:

Por convenio, en una ecuación química los reactivos se escriben a la izquierda

y los productos a la derecha de la flecha:

Así, esta expresión simbólica se lee: “El hidrógeno molecular reacciona con el

oxígeno molecular para producir agua.

Esta ecuación química “balanceada” muestra que “dos moléculas de hidrógeno

se combinan o reaccionan con una molécula de oxígeno para formar dos

moléculas de agua”. Debido a que la relación del número de moléculas es igual

a la relación del número de moles, la ecuación también puede leerse como “2

moles de moléculas de hidrógeno reaccionan con 1 mol de moléculas de

oxígeno para producir 2 moles de moléculas de agua”. Se conoce la masa de un

mol de cada sustancia, por lo que la ecuación se puede interpretar como “4.04 g

de H reaccionan con 32.00 g de O2 para formar 36.04 g de H2O”.

Para proporcionar información adicional, con frecuencia los químicos indican el

estado físico de los reactivos y productos utilizando las letras g, l y s para los

estados gaseoso, líquido y sólido, respectivamente. Por ejemplo:

Para representar lo que sucede cuando se agrega cloruro de socio (NaCl) al

agua se escribe

Donde ac significa medio acuoso (es decir, agua). Al escribir H2O sobre la

flecha se indica el proceso físico de disolver una sustancia en agua

MÉTODO DE TANTEO

Balancear por el método de tanteo consiste en colocar números grandes denominados

"Coeficientes" a la izquierda del compuesto o elemento del que se trate. De manera

que, Tanteando, logremos una equivalencia o igualdad entre los reactivos y los

productos.

Balanceo:

Balancear significa encontrar los coeficientes estequiométricos en una

reacción tal que la cantidad de átomos presentes en los reactivos sea igual a

aquellos presentes en los productos:

Fe2O3 + C → Fe + CO se balancea como: Fe2O3 + 3 C → 2 Fe + 3 COAntes de balancear Después de balancear

BALANCEO POR TANTEO


El propano (C3H8) se quema en la presencia de oxígeno para producir agua y

dióxido de carbono.

C3H8 + O2 → H2O + CO2.

Anota el número de átomos por cada elemento que tengas a ambos lados de la

ecuación. Observa los subíndices junto a cada átomo para encontrar el número

de átomos en la ecuación.

C = 3 C = 1

H = 8 H = 2

O = 2 O = 3

•Lado izquierdo: 3 de carbono, 8 de hidrógeno y 2 de oxígeno.

•Lado derecho: 1 de carbono, 2 de hidrógeno y 3 de oxígeno.

Si tienes más de un elemento que quede por balancear, elige el elemento que

aparece en una sola molécula de reactivo y en una sola molécula de producto.

Esto significa que tendrás que balancear los átomos de carbono primero.

Siempre deja el hidrógeno y el oxígeno para el final.

Agrega un coeficiente al átomo de carbono a la derecha de la ecuación para

balancearlo con los 3 átomos de carbono a la izquierda de la ecuación.

C3H8 + O2 → H2O + 3 CO2.

C = 3 C = 1 3

H = 8 H = 2

O = 2 O = 3 7

Balancea los átomos de hidrógeno como siguiente paso. Tienes 8 al lado

izquierdo, así que necesitarás 8 al lado derecho. Agrega un 4 como coeficiente

al agua

C3H8 + O2 → 4 H2O + 3 CO2

C = 3 C = 3

H = 8 H = 2 8

O = 2 O = 7 10

Balancea los átomos de oxígeno. Agrega un coeficiente de 5 a la molécula de

oxígeno al lado izquierdo

C3H8 + 5 O2 → 4 H2O + 3 CO2.

C = 3 C = 3

H = 8 H = 8

O = 2 10 O = 10

Los átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno están balanceados. Tu ecuación

está completa.

BALANCEO POR TANTEO


Cómo balancear la siguiente ecuación química: Fe2O3 + H2O → Fe (OH)3Comenzaremos por el "Fe" (Hierro) y después “O2" y finalizamos con "H2".

El primer miembro se encuentra antes de la flecha denominada "producto" (→)

y el segundo miembro se encuentra después de la flecha denominada.

Entonces, preguntamos: ¿cuántos "Fe" hay en el primer miembro? y

encontramos dos, y ¿cuántos en el segundo? hay uno. Por lo tanto,

agregamos un 2 como coeficiente del hidróxido férrico:

Fe2O3 + H2O → 2 Fe (OH)3Continuamos: ¿Cuántos oxígenos hay en el primer miembro? Encontramos 4

porque 3+1 es igual a 4. ¿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 como coeficiente del agua en el primer miembro

para tener 6 oxígenos. Fe2O3 + 3 H2O → 2 Fe (OH)3Posteriormente, 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:

2 =Fe=2

6=O=6

6=H=6

Por lo tanto, la ecuación está balanceada.

Balancear la siguiente ecuación química: H3PO4 + Ca(OH)2 → Ca3(PO4)2 + H2O

Resolución

En primer lugar balanceamos el calcio, colocando el coeficiente 3 delante del

Ca(OH)2

H3PO4 + 3 Ca(OH)2 → Ca3(PO4)2 + H2O

Luego balanceamos el fosforo colocando el coeficiente 2 delante del H3PO4

2 H3PO4 + 3 Ca(OH)2 → Ca3(PO4)2 + H2O

Balanceamos el hidrógeno colocando el coeficiente 6 delante del H2O

2 H3PO4 + 3 Ca(OH)2 → Ca3(PO4)2 + 6 H2O

Analizarnos finalmente el oxígeno, en el primer miembro hay 14 átomos de

oxígeno (2x4 +3x2) y en el segundo miembro hay 14 átomos de oxígeno (4x2 +

6x1), lo que significa que la ecuación está balanceada.

Balancear la siguiente ecuación: FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2

Resolución

Balancearnos la ecuación por tanteo, con las pautas ya señaladas.

2 FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2

2 FeS2 + O2 → Fe2O3 + 4 SO2

2 FeS2 + 11/2 O2 → Fe2O3 + 4 SO2

Multiplicando por 2:

4 FeS2 + 11 O2 → 2 Fe2O3 + 8 SO2




Balancear: C3H5(NO3)3 → H2 + O2 + CO2 + H2O

Resolución:

Como en el primer miembro hay número impar de átomos multiplicamos por 2

para convertirlos a números pares, luego balanceamos por tanteo el C, N, H y O,

en ese orden:

2 C3H5(NO3)3 → 3 H2 + ½ O2 + 6 CO2 + 5 H2O

Multiplicamos a todos por 2

4 C3H5(NO3)3 → 6 H2 + O2 + 12 CO2 + 10 H2O

Balancear: Na2SO4 + Ca3 (PO4)2 → Na3 PO4 + CaSO4

Resolución:

Balanceando sodio

3 Na2SO4 + Ca3 (PO4)2 → 2 Na3 PO4 + CaSO4

Balanceando Calcio:

3 Na2SO4 + Ca3 (PO4)2 → 2 Na3 PO4 + 3 CaSO4

Notamos que todos los átomos están balanceados.

EJERCICIOS DE BALANCEO POR TANTEO

C3H8 + O2 → CO2 + H2O Respuesta:____________________________________

Fe2O3 + CO → Fe + CO2 Respuesta:____________________________________

KeClO3 → KCl + O2 Respuesta:____________________________________

Fe + HCl → FeCl3 + H2 Respuesta:___________________________________

KOH + H3PO4 → K3PO4 + H2O Respuesta:________________________________

C6H6 + O2 → CO2 + H2O Respuesta:___________________________________

B2O3 + HF → BF3 + H2O Respuesta:___________________________________

MgO + Fe → Fe2O3 + Mg Respuesta:___________________________________

Fe + H2O → Fe3O4 + H2 Respuesta:___________________________________

Al + H3PO4 → Al2(HPO4)3 + H2 Respuesta:________________________________

C6H12O6 → C2H5OH + CO2 Respuesta:__________________________________

CaO + H3PO4 → Ca3(PO4)2 + H2O Respuesta:______________________________

NH3 + O2 → NO + H2O Respuesta:__________________________________

HCl + O2 → H2O + Cl2 Respuesta:__________________________________

AI4C3 + H2O → CH4 + H2O Respuesta:__________________________________

Mg (OH)2 + H3PO2 → Mg(H2PO2)2 + H2O Respuesta:______________________

C8H18 + O2 → CO2 + H2O Respuesta:__________________________________

NH3 + O2 → NO2 + H2O Respuesta:__________________________________

Al2Te3 + PI3 → AlI3 + Te3P2 Respuesta:__________________________________

C4H8 + O2 → CO2 + H2O Respuesta:__________________________________


MÉTODO REDOX

Reacción redox:

Son aquellas reacciones donde se verifican simultáneamente una oxidación y

una reducción (Redox). En esto tipo de reacción existe transferencia de

electrones, se observan los cambios en los estados de oxidación (E.O.).

Reducción Oxidación

Se gana electrones Se pierde electrones

E.O. disminuye E.O. aumenta

Sustancia actúa como agente oxidante Sustancia actúa como agente reductor

Método de Oxido-Reducción

Hay que aplicar ciertas reglas para determinar el número de oxidación (NO):

Para un elemento no combinado, vale cero.

Para un ion monoatómico, es la propia carga del ion.

Para el hidrógeno combinado vale +1, excepto en hidruros metálicos (donde

vale -1).

Para el oxígeno combinado es -2, excepto en los peróxidos, en cuyo caso es -

1.

En un compuesto covalente sin H ni O, se aplica NO negativo al elemento más

electronegativo (consultar concepto de electro-negatividad)

En un ion poliatómico, la suma de los NO es igual a la carga del ion.

Si se trata de una molécula, la suma de los NO vale cero.

Oxidación (pérdida de electrones)

Número de oxidación -4 -3 –2 –1 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +8

Reducción (ganancia de electrones)

(0)

2CuCl → CuCl2 + Cu(+1)

(-1)

2NaOH+ Cl2 → NaClO + NaCl(0) (+1)

(+2)

Oxidación Oxidación

reducción

Hay algunas reacciones en las cuales identificar al oxidante y al reductor no

parece sencillo, pues una misma especie actúa como oxidante y reductor al

mismo tiempo, a estas reacciones se les conoce como reacciones de

dismutación o disproporción:


MÉTODO REDOX

PROCEDIMIENTO PARA EL MÉTODO DE REDOX

1. Verificar que la ecuación este bien escrita y completa.

2. Colocar los números de oxidación en cada uno de los elementos.

3. Observar que números de oxidación cambiaron (un elemento se oxida y uno

se reduce).

4. Escribir la diferencia de números de oxidación de un mismo elemento.

5. Multiplicar la diferencia de números de oxidación por los subíndices

correspondientes de cada elemento.

6. Cruzar los resultados

7. Colocar los resultados como coeficientes en el lugar correspondiente.

8. Completar el balanceo por tanteo.

9. Verifica la cantidad de átomos en cada miembro de la ecuación.

10.En caso de que todos los coeficientes sean divisibles se reducen a su

mínima expresión.



Balancear el siguiente proceso de oxido-reducción

NH3 + H2SO4 → S + HNO3 + H2O

Resolución

Determinamos los estados de oxidación de cada uno de los elementos

empleando las reglas del número de oxidación.

N-3H+13 + H+1

2S+6O-2

4 → S0 + H+1N+5O-23 + H+1

2O-2

Observamos que los elementos que no sufren ningún cambio en su número de

oxidación al pasar de reactantes a productos son H (+ I) y O(-2)

Los únicos elementos que han sufrido cambios en su número de oxidación

son el N (pasa de -3 a +5, se oxida) y el S (pasa de +6 a 0, se reduce) Luego

podemos escribir:

N-3H+13 + H+1

2S+6O-2

4 → S0 + H+1N+5O-23 + H+1

2O-2

| se reduce |

| se oxida |

Escribimos en forma separada las 2 semirreacciones y procedemos a

balancear cada una de ellas, primero se verifica la igualdad del N° de átomos y

luego evalúa el N° de electrones perdidos o ganados.

N-3 - 8 e → N+5 … (1) oxidación

S+6 + 6e → S0 … (2) reducción

3 y 4. Para que el número de electrones perdidos sea igual al número de

electrones ganados se multiplica la primera ecuación por 3 y la segunda

ecuación por 4 (el número de electrones ganados y perdidos será 24), luego

sumarnos dicha semirreacción cancelándose los 24 electrones ganados y 24

electrones perdidos.

3x [ N-3 - 8 e → N+5]

4x [ S+6 + 6e → S0 ]

Los 24 electrones que balancean la ecuación redox se llaman electrones

transferidos

Reemplazando los coeficientes hallados en la ecuación original tenemos

3 NH3 + 4 H2SO4 → 4 S + 3 HNO3 + H2O

Observamos que el H y O no están balanceados por lo que colocamos

coeficiente 7 para el

H2O y tenemos la ecuación ya balanceada

3 NH3 + 4 H2SO4 → 4 S + 3 HNO3 + 7 H2O

MÉTODO REDOX


Balancear el siguiente proceso redox

K2Cr2O7 + HCl → KCl + CrCl3 + Cl2 + H2O

Resolución:

•Aplicando los pasos ya expuestos tenemos:

•Escribimos en forma separada las 2 semirreacciones y balanceamos cada una

en masa y en carga

Cr+6 + 6 e → 2 Cr+3 (1) reducción

2 Cl-1 – 2e → Cl02 (2) oxidación

Se observa que en ambos casos se han igualado a dos el número de átomos

de cada especie, debido a que se respeta el subíndice que lleva una de las

especies, así mismo el número de electrones perdidos o ganados es

considerando el número de átomos balanceados o sea por los dos átomos.

Para que el número de electrones perdidos o ganados se igualen se debe

multiplicar la segunda semirreacción por 3 y la primera por 1 ( la unidad como

factor no altera los coeficientes).

1x [Cr+62 + 6 e → 2 Cr+3] …(1) reducción

3x [2 Cl-1 – 2e → Cl02 ] …(2) oxidación

Cr+62 + 6 Cl-1 → 2 Cr+3 + 3 Cl02

Llevando los coeficientes a la ecuación original y completando el balance por

tanteo

K2Cr2O7 + 6 HCl → 2 KCl + 2 CrCl3 + 3 Cl2 + H2O

Notamos que los átomos de cloro no están balanceados, en el primer miembro

hay 6 y en el segundo hay 14, por lo tanto, debemos alterar el coeficiente de

HCl, cambiando 6 por 14; finalmente balanceamos H y O, también por tanteo

K2Cr2O7 + 14 HCl → 2 KCl + 2 CrCl3 + 3 Cl2 + 7 H2O

K+12Cr+6

2O-27 + H+1Cl-1 → K+1Cl-1 + Cr+3Cl-1

3 + Cl02 + H+1

2O-2

| se reduce (agente oxidante) | Se observa que el Cr+6 se reduce a Cr+3 y el Cl-1 se oxida a Cl2

0

|se oxida (agente reductor) |

MÉTODO REDOX




REFERENCIAS

https://es.scribd.com/doc/52711900/metodo-tanteo

https://es.wikipedia.org/wikiíReacci%C3%B3n qu%C3VoAD mica

http://www.monografias.corn/trabajos83/balanceo-ecuaciones-

quimicas/balanceo-ecuaciones-quimicas.shtml

https://es.wikipedia.org/wiki/EcuaciVoC3%B3n qu%Cr/oAD mica

https://es.wikipedia.orghniki/Reducción-oxidación

EJERCICIOS DE BALANCEO POR EL MÉTODO REDOX

Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O

Respuesta:

Fe2O3 + CO→ Fe + CO2

Respuesta:

CrCl3 + KOH + K + KCIO3 → KCI + K2CrO4 + H2O2

Respuesta:

Ejercicios: Para cada una de las siguientes reacciones balanceadas identifica:

3 H2S + 2 HNO3 → 3 S + 2 NO + 4 H2O

Elemento se oxida Elemento se reduce Agente oxidante Agente reductor

Na4P4O12 + 8 NaOH → 4 Na3PO4 + 4 H2O


3 Fe + 4 H2O → Fe3O4 + 4 H2


2 NaOH + Cl2 → NaClO + NaCl + H2O


K2Cr2O7 + 2 KOH → 2 K2CrO4 + H2O


CS2 + 3 Cl2 → CCl4 + S2Cl2Elemento se oxida Elemento se reduce Agente oxidante Agente reductor

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