Escribir y equilibrar ecuaciones químicas
¿Qué le ocurre a la materia cuando sufre cambios químicos? La ley de conservación de la masa dice que “los átomos no se crean ni se destruyen durante ninguna reacción química”. Por tanto, después de una reacción está presente el mismo conjunto de átomos que antes de la misma. Los cambios que se producen durante una reacción sólo implican la reordenación de los átomos. En esta sección hablaremos de la estequiometría (la “medida de los elementos”).
Como se muestra en la Figura \N(\PageIndex{1}), al aplicar una pequeña cantidad de calor a un montón de polvo de dicromato de amonio de color naranja, se produce una vigorosa reacción conocida como el volcán de dicromato de amonio. Se produce calor, luz y gas mientras se forma un gran montón de óxido de cromo (III) verde y esponjoso. Esta reacción se describe con una ecuación química, una expresión que da las identidades y cantidades de las sustancias en una reacción química.
Figura \N(\NIndiceDePágina{1}): Un volcán de dicromato de amonio: Cambio durante una reacción química. El material de partida es dicromato de amonio sólido. Una reacción química lo transforma en óxido de cromo (III) sólido, representado mostrando una parte de su estructura encadenada, gas nitrógeno y vapor de agua (además, se libera energía en forma de calor y luz). Durante la reacción, la distribución de los átomos cambia, pero el número de átomos de cada elemento no cambia. Como el número de cada tipo de átomo es el mismo en los reactivos y en los productos, la ecuación química está equilibrada. (CC BY-SA 3.0; Mikk Mihkel Vaabel vía Wikipedia). Vea el vídeo aquí: www.youtube.com/watch?v=CW4hN0dYnkM
Predictor del producto de la ecuación química
Una ecuación química es una descripción escrita de lo que ocurre en una reacción química. Los materiales de partida, llamados reactivos, aparecen en el lado izquierdo de la ecuación. A continuación aparece una flecha que indica la dirección de la reacción. En el lado derecho de la reacción se enumeran las sustancias que se obtienen, llamadas productos.
Una ecuación química equilibrada indica las cantidades de reactivos y productos necesarias para satisfacer la ley de conservación de la masa. Básicamente, esto significa que hay el mismo número de cada tipo de átomos en el lado izquierdo de la ecuación que en el derecho. Parece que debería ser sencillo equilibrar las ecuaciones, pero es una habilidad que requiere práctica. Así que, aunque te sientas como un tonto, ¡no lo eres! Este es el proceso que debes seguir, paso a paso, para equilibrar ecuaciones. Puedes aplicar estos mismos pasos para equilibrar cualquier ecuación química desequilibrada…
El primer paso es escribir la ecuación química desequilibrada. Si tienes suerte, te la darán. Si te dicen que equilibres una ecuación química y sólo te dan los nombres de los productos y reactivos, tendrás que buscarlos o aplicar las reglas de denominación de los compuestos para determinar sus fórmulas.
Calculadora de estequiometría
La consigna química del día es: en una reacción química no se crean ni se destruyen átomos. Tenlo bien presente y no te equivocarás mucho. En una reacción química, todos los átomos de un lado de la flecha de reacción (signo igual) deben aparecer en el otro lado. No está permitido perderlos o transformarlos en otra cosa (eso es física; lo haremos el año que viene); debes equilibrar la ecuación, igual que en álgebra.
Fíjate en que indicamos el estado físico -gas, líquido, sólido, en solución acuosa- de cada reactivo (compuestos originales) y producto. Esta ecuación sólo nos indica qué moléculas y elementos intervienen, pero no cuántos átomos de cada tipo.
Para obtener una imagen más precisa, necesitamos equilibrar cada elemento, de manera que haya el mismo número de átomos del elemento producto que del elemento reactante. ¡NO CAMBIAMOS LOS SUBÍNDICES! Estos indican la proporción de elementos en la molécula, y definen el tipo de compuesto; si los cambiamos, cambiamos los productos o los reactantes. En cambio, tenemos que cambiar el número de moléculas.
Calculadora de reacciones redox
Aunque en una reacción química se rompan compuestos químicos y se formen otros nuevos, los átomos de los reactivos no desaparecen ni aparecen nuevos átomos para formar los productos. En las reacciones químicas, los átomos nunca se crean ni se destruyen. Los mismos átomos que estaban presentes en los reactivos están presentes en los productos, simplemente se reorganizan en disposiciones diferentes. En una ecuación química completa, los dos lados de la ecuación deben estar presentes en el lado del reactante y en el del producto.
Hay dos tipos de números que aparecen en las ecuaciones químicas. Hay subíndices, que forman parte de las fórmulas químicas de los reactantes y los productos; y hay coeficientes que se colocan delante de las fórmulas para indicar cuántas moléculas de esa sustancia se utilizan o se producen.
Figura \ (\PageIndex{1}): Ecuaciones de equilibrio. No se pueden cambiar los subíndices de una fórmula química para equilibrar una ecuación química; sólo se pueden cambiar los coeficientes. Al cambiar los subíndices, se modifican las proporciones de los átomos en la molécula y las propiedades químicas resultantes. Por ejemplo, el agua (H2O) y el peróxido de hidrógeno (H2O2) son sustancias químicamente distintas. El H2O2 se descompone en H2O y O2 gaseoso cuando entra en contacto con el metal platino, mientras que entre el agua y el platino no se produce tal reacción.