Escribir y equilibrar ecuaciones químicas
Este artículo ha sido redactado por Bess Ruff, MA. Bess Ruff es estudiante de doctorado en Geografía en la Universidad Estatal de Florida. Recibió su maestría en Ciencia y Gestión Ambiental de la Universidad de California, Santa Bárbara en 2016. Ha realizado trabajos de encuesta para proyectos de planificación espacial marina en el Caribe y ha prestado apoyo a la investigación como becaria de posgrado para el Grupo de Pesca Sostenible.
¿Te estás sumergiendo en el mundo de las ecuaciones químicas? Estos problemas pueden parecer complicados a primera vista, pero son fáciles de resolver una vez que se aprenden los pasos básicos y las reglas para equilibrarlos. No te preocupes; te guiaremos para que sepas exactamente cómo resolver cualquier problema, sin importar el número de átomos y moléculas con los que estés trabajando. ¿Te enfrentas a ecuaciones especialmente complejas? También te cubrimos en este caso: ve a la sección 2 para ver un práctico tutorial sobre cómo resolver ecuaciones más complicadas con una balanza algebraica.
Este artículo ha sido redactado por Bess Ruff, MA. Bess Ruff es estudiante de doctorado en Geografía en la Universidad Estatal de Florida. Recibió su maestría en Ciencia y Gestión Ambiental de la Universidad de California, Santa Bárbara en 2016. Ha realizado trabajos de encuesta para proyectos de planificación espacial marina en el Caribe y ha proporcionado apoyo de investigación como becaria de posgrado para el Grupo de Pesca Sostenible. Este artículo ha sido visto 4.399.738 veces.
Hoja de trabajo para equilibrar ecuaciones poliatómicas
Figura \ (\PageIndex{1}): La formación del agua. El hidrógeno y el oxígeno se combinan para formar agua. Aquí, el gas hidrógeno del zepelín SS Hindenburg reacciona con el oxígeno del aire para formar agua. Fuente: Foto cortesía de la Marina de los Estados Unidos. Para ver un vídeo de esto, consulte www.youtube.com/watch?v=CgWHbpMVQ1U.
Para simplificar la escritura de las reacciones, utilizamos fórmulas en lugar de nombres cuando describimos una reacción. También podemos utilizar símbolos para representar otras palabras en la reacción. Un signo más conecta las sustancias iniciales (y las finales, si hay más de una), y una flecha (→) representa el cambio químico:
Este enunciado es un ejemplo de ecuación química, una forma abreviada de utilizar símbolos para representar un cambio químico. Las sustancias del lado izquierdo de la flecha se denominan reactivos y las del lado derecho, productos. Es habitual incluir una etiqueta de fase con cada fórmula: (s) para el sólido, (ℓ) para el líquido, (g) para el gas y (aq) para una sustancia disuelta en agua, también conocida como solución acuosa. Si incluimos etiquetas de fase para los reactivos y los productos, en condiciones ambientales normales, la reacción sería la siguiente:
Respuestas a la hoja de cálculo de las ecuaciones de equilibrio
2(3) – 4 = 5(2) – 8 ← Pruébalo tú mismo. La flecha o flechas en una ecuación química significan lo mismo. Más adelante, también haremos algo de álgebra con ecuaciones químicas que nos ayudarán a resolver problemas reales.
En esta sección nos ocuparemos exclusivamente del equilibrio de masas, y aplazaremos el equilibrio de cargas hasta que hablemos de las reacciones redox (reacciones en las que se transfieren electrones entre los reactivos y los productos) en otra sección.
Una ecuación química correctamente equilibrada es la base absoluta para la mayoría de los cálculos que necesitamos hacer en química. Hay que aprenderla, y cuanto mejor se haga, más fácil será aprender lo que viene después.
El requisito del equilibrio de masas -que haya el mismo número de cada tipo de átomo en cada lado de una ecuación química- se deriva de la ley de conservación de la masa: La masa no puede crearse de la nada ni destruirse*.
La reacción está equilibrada. A la izquierda (lado del reactante) hay dos átomos de hidrógeno y dos de oxígeno. A la derecha (lado del producto) están dispuestos de forma diferente, pero los números son los mismos. Esta ecuación está equilibrada en masa. La masa no aparece de la nada en la derecha, ni desaparece en la izquierda… ahh, el universo gira en ranuras engrasadas.
Ejemplos de ecuaciones de equilibrio con iones poliatómicos
Cuando cocinas una comida, a menudo sobra porque has preparado más de lo que la gente puede comer de una sola vez. A veces, cuando se repara una pieza del equipo, se acaba con lo que se llama “piezas de bolsillo”: pequeñas piezas que se meten en el bolsillo porque no se está seguro de cuál es su lugar. La química trata de evitar los restos y las piezas de bolsillo. En los procesos químicos normales, no podemos crear ni destruir materia (ley de conservación de la masa). Si empezamos con diez átomos de carbono, tenemos que acabar con diez átomos de carbono. La teoría atómica de John Dalton decía que las reacciones químicas implican básicamente la reordenación de los átomos. Las ecuaciones químicas deben seguir estos principios para ser correctas.
Una ecuación equilibrada es una ecuación química en la que se conserva la masa y hay el mismo número de átomos de cada elemento en ambos lados de la ecuación. Podemos escribir una ecuación química para la reacción del carbono con el hidrógeno gaseoso para formar metano (\left( \ce{CH_4} \right)\ne):
Para escribir una ecuación correcta, primero hay que escribir el esqueleto correcto de la ecuación con las fórmulas químicas correctas. Recordemos que el hidrógeno es una molécula diatómica y por tanto se escribe como \(\ce{H_2}\).