Balanceo de Ecuaciones Químicas

Una reacción química es la manifestación de un cambio en la materia y la señal 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.

A + B → C + D

Reactivos → Productos

Para equilibrar o balancear ecuaciones químicas, existen diversos métodos. En todos, el objetivo que se persigue es que la ecuación química cumpla con la ley de la conservación de la materia.

Balanceo de Ecuaciones por el Método de Tanteo

El método de tanteo consiste en observar que en cada miembro de la ecuación se tengan los átomos en la misma cantidad, recordando que en

• H₂SO₄ hay 2 Hidrógenos, 1 Azufre y 4 Oxígenos
• 5H₂SO₄ hay 10 Hidrógenos, 5 Azufres y 20 Oxígenos

Para equilibrar ecuaciones, solo se agregan coeficientes a las fórmulas que lo necesiten, pero no se cambian los subíndices.

Ejemplo:

Balancear la siguiente ecuación:

H₂O + N₂O₅ → HNO₃

Aquí apreciamos que existen 2 Hidrógenos en el primer miembro (H₂O). Para ello, con solo agregar un 2 al HNO₃ queda balanceado el Hidrógeno.

H₂O + N₂O₅ → 2 HNO₃

Para el Nitrógeno, también queda equilibrado, pues tenemos dos Nitrógenos en el primer miembro (N₂O₅) y dos Nitrógenos en el segundo miembro (2 HNO₃)

Para el Oxígeno, en el agua (H₂O) hay 1 Oxígeno y 5 Oxígenos en el anhídrido nítrico (N₂O₅) lo que nos da un total de seis Oxígenos. Igual que en el segundo miembro (2 HNO₃).

Otros ejemplos:

HCl + Zn → ZnCl₂ + H₂

2HCl + Zn → ZnCl₂ + H₂

KClO₃ → KCl + O₂

2 KClO₃ → 2KCl + 3O₂

Balanceo de Ecuaciones por el Método de Redox (Oxidoreducción)

En una reacción, si un elemento se oxida, también debe existir un elemento que se reduce. Recordar que una reacción de óxido-reducción no es otra cosa que una pérdida 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 siguientes pasos:

1. Determinar los números de oxidación de los diferentes compuestos que existen en la ecuación.
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 qué elemento químico cambia sus números de oxidación.
3. Se comparan los números de los elementos que variaron, en la escala de Oxido-reducción.
4. Si el elemento que se oxida o se reduce tiene número de oxidación 0, se multiplican los números oxidados o reducidos por el subíndice del elemento que tenga número de oxidación 0.
5. Los números que resultaron se cruzan, es decir, el número del elemento que se oxidó se pone al que se reduce y viceversa.
6. Los números obtenidos finalmente se ponen como coeficientes en el miembro de la ecuación que tenga más términos y de ahí se continúa balanceando la ecuación por el método de tanteo.

Para determinar los números de oxidación de una sustancia, se tendrá en cuenta lo siguiente:

• En una fórmula siempre existen en la misma cantidad los números de oxidación positivos y negativos.
• El Hidrógeno casi siempre trabaja con +1, a excepción de los hidruros donde trabaja con -1.
• El Oxígeno casi siempre trabaja con -2.
• Todo elemento que se encuentre solo, no unido a otro, tiene número de oxidación 0.

Ejemplo:

0 0 +3 -2

Fe + O₂ → Fe₂O₃

Los elementos que cambian su número de oxidación son el Hierro y el Oxígeno, ya que el Oxígeno pasa de 0 a -2 y el Hierro de 0 a +3.

0 0 +3 -2

Fe + O₂ → Fe₂O₃

El Hierro se oxida en 3 y el Oxígeno se reduce en 2.

Hierro se oxida en 3 x 1 = 3

Oxígeno se reduce en 2 x 2 = 4

4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃

Otros ejemplos:

KClO₃ → KCl + O₂

+1 +5 -2 +1 -1 0

KClO₃ → KCl + O₂

Cl se reduce en 6 x 1 = 6

O se 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 se oxida en 2 x 1 = 2

N se 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 está basado en la aplicación del álgebra. Para balancear ecuaciones se deben considerar los siguientes puntos:

1. A cada fórmula de la ecuación se le asigna una literal y a la flecha de reacción el signo de igual. Ejemplo:
2. Para cada elemento químico de la ecuación, se plantea una ecuación algebraica.
3. Este método permite asignarle un valor (el que uno desee) a la letra que aparece en la mayoría de las ecuaciones algebraicas.

Ejemplo:

Fe + O₂ → Fe₂O₃

A B C

Para el Hierro: A = 2C

Para el Oxígeno: 2B = 3C

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 fórmulas 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

A B C D E F

H) A = 2E

Cl) A = C + 2D + 2F

K) 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