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  IQU-04_M1AA2L2_Inspección Versión: Septiembre 2012 Revisor: Cristina Andrade Guevara

 

       

  Balanceo  de  ecuaciones:  método  de  inspección  

  por Cristina Andrade Guevara

Balancear es igualar las cantidades de átomos entre los reactivos y los productos.

Las unidades son utilizadas para indicar cantidades pueden ser moles, gramos, litros u otras unidades. Sin embargo en el caso del balanceo de ecuaciones es común usar los moles. Para lograr comprender este nuevo vocabulario revisa los siguientes ejemplos: Símbolo químico H 2O 2H2O

H 2O 2

Significado

Composición

Una molécula de agua. Un mol de agua. Dos moléculas de agua. Dos moles de agua. Una molécula de peróxido de hidrógeno. Un mol de peróxido de hidrógeno.

Dos átomos de H y un átomo de O. Cuatro átomos de H y dos átomos de O. Dos átomos de H y dos átomos de O.

Tabla 1. Significado y composición de algunos símbolos químicos.

Específicamente se te muestra otro ejemplo:

3H3PO4

En él se tienen tres moléculas o moles de ácido fosfórico. El coeficiente (flecha marrón) indica la cantidad de moléculas, la cual afecta a todo el compuesto y por lo tanto, para obtener la cantidad de átomos de cada elemento necesitas hacer lo siguiente:

 

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©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato.

 

 

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Átomos de hidrógeno: Se multiplica el coeficiente por el subíndice del hidrógeno, para obtener la cantidad total: 3 (flecha verde) * 3 = 9. Por lo tanto, la cantidad total de átomos del hidrógeno en este caso es de 9. Átomos de fósforo: Se multiplica el coeficiente por el subíndice del fósforo, que en este caso es 1 (flecha roja). La cantidad total de átomos es: 1 * 3 = 3, por lo que la cantidad total de átomos de fósforo es 3. Átomos de oxígeno: Siguiendo el mismo procedimiento se tiene que la cantidad total de átomos de oxígeno es: 4 (flecha azul) * 3 = 12.

Hay ocasiones en que se tienen compuestos con algunos elementos entre paréntesis, por lo que no debes olvidar multiplicar los subíndices del interior por los subíndices del exterior, a finde obtener el total de átomos del elemento. Lo anterior lo harás, siempre y cuando se encuentren paréntesis.

Ahora que ya sabes como calcular la cantidad total de átomos de un elemento, se te mostrará lo relacionado al balanceo de ecuaciones.

Método  de  Inspección   Algunos autores nombran a este método como de Inspección o Aproximaciones, el cual es utilizado generalmente para balancear ecuaciones sencillas. Los pasos a seguir para el balanceo de ecuaciones por este método son:

Figura 1. Pasos para balancear ecuaciones por el método de inspección.

 

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Los coeficientes pueden cambiarse tantas veces como sea necesario, pero los subíndices NO deben modificarse.

A continuación se te presentan algunos ejemplos:

Ejemplo 1 Balancea la siguiente ecuación:

Mg

+

HCl →

MgCl2

+

H2

1. Selecciona el elemento que quieras, en este caso el magnesio. Hay un átomo de magnesio en el lado de los reactivos. Hay un átomo de magnesio en el lado de los productos. 2. Ahora elige el cloro. Hay un átomo en el lado de los reactivos. Hay dos átomos en el lado de los productos. Por lo tanto para igualar la cantidad de átomos de cloro, se procede a escribir el coeficiente que corresponda en el lado de los reactivos. Mg

+

2HCl

→

MgCl2

+

H2

3. Ahora revisa el hidrógeno. Hay dos átomos en el lado de los reactivos. Hay dos átomos en el lado de los productos. Como puedes observar, el coeficiente que se colocó primero para igualar los átomos de cloro, sirvió para igualar la cantidad de átomos de hidrógeno y ya no se tuvo que hacer otra modificación.

4. Al verificar, verás la información que se te muestra en la tabla 1.

 

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Lado izquierdo 1 2 2

Elemento

Lado derecho 1 2 2

Mg Cl H

Tabla 1. Cantidad de átomos en la parte de reactivos y de productos de algunos elementos químicos vistos en el ejemplo anterior.

Por lo tanto, la ecuación balanceada queda así:

Mg

+

2HCl

→

MgCl2

+

H2

Ejemplo 2 Balancea la siguiente ecuación: Fe + O2

→

Fe2O3

1. Selecciona el elemento Fe, tanto en el lado de reactivos como de productos. Hay un átomo en el lado de los reactivos. Hay dos átomos de hierro en el lado de los productos. 2. Para igualar la cantidad de átomos, coloca un 2 como coeficiente del Fe: 2Fe + O2

→

Fe2O3

3. Ahora que ya hay dos átomos de hierro en cada lado de la ecuación, continúa con el oxígeno. Hay dos átomos en el lado izquierdo. Hay tres átomos en el lado derecho. Este caso es muy especial, porque el tres y el dos no los podrás igualar, por lo tanto utiliza la siguiente estrategia: •

Al átomo de oxígeno del lado izquierdo le colocas como coeficiente el subíndice del lado derecho.

•

2Fe + 3O2

→

Fe2O3

•

 

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•

Al átomo de oxígeno del lado derecho le colocas como coeficiente el subíndice del lado izquierdo del mismo elemento.

•

2Fe + 3O2

→

2Fe2O3

4. Verifica las cantidades de los átomos, las cuales deben ser iguales a las mostradas en la tabla 2. Lado izquierdo 2 6

Elemento Fe O

Lado derecho 4 6

Tabla 2. Cantidad de átomos en la parte de reactivos y de productos de algunos elementos químicos del ejemplo 2.

Como puedes darte cuenta la cantidad de átomos del Fe no coincide, por lo tanto debes modificar el coeficiente para igualar cantidades. La ecuación quedaría así: 4Fe + 3O2

→

2Fe2O3

Al verificar, se tiene la información que se te muestra en la tabla 3.

Lado izquierdo

Elemento

4 6

Fe O

Lado derecho 4 6

Tabla 3. Verificación de la cantidad de átomos en la parte de reactivos y de productos de dos elementos químicos propuestos en el ejemplo 2.

Por lo tanto la ecuación queda balanceada de la siguiente manera:

4Fe + 3O2

 

→

2Fe2O3

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Ejemplo 3 Balancea la siguiente ecuación: CH4

+

O2

→

CO2

+

H 2O

1. Toma primero el carbono como elemento para analizar. Hay un átomo en el lado izquierdo de la ecuación. Hay un átomo de C en el lado derecho de la ecuación. Como no necesitas igualar los átomos, continúa con otro elemento. 2. Selecciona el hidrógeno. Del lado izquierdo de la ecuación hay cuatro átomos. Del lado derecho de la ecuación hay dos átomos. Es necesario igualar estas cantidades, por lo tanto escribe un coeficiente del lado derecho para modificar la cantidad de átomos existentes. CH4

+

O2

→

CO2

+

2H2O

3. Ahora toma el oxígeno y revisa. Del lado izquierdo hay dos átomos. Del lado derecho de la ecuación se tienen cuatro átomos. Para igualar los átomos en ambos lados, escribe un coeficiente del lado izquierdo de la ecuación. CH4

+

2O2

→

CO2

+

2H2O

4. Verifica las cantidades de átomos en ambos lados de la ecuación y para todos los elementos, lo cual se lleva a cabo con la ÚLTIMA ecuación que se modificó. Lado izquierdo 1 4 4

Elemento C H O

Lado derecho 1 4 4

Tabla 4. Verificación de la cantidad de átomos en la parte de reactivos y de productos de tres elementos químicos propuestos en el ejemplo 3.

 

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Ya están igualadas las cantidades de átomos, por lo que la ecuación quedó balanceada de la siguiente manera:

CH4

+

2O2

→

CO2

+

2H2O

Ejemplo 4 Balancea la siguiente ecuación: Al4C3

+ H 2O

→

Al (OH)3

+ CH4

1. Analiza primero el aluminio. Del lado izquierdo hay cuatro átomos de aluminio. Del lado derecho de la ecuación hay un átomo de aluminio. Al igualar la cantidad de átomos, se aprecia que necesitas escribir un coeficiente del lado derecho. Al4C3

+ H 2O

→ 4 Al (OH)3

+ CH4

2. Sigue con el carbono. Hay tres átomos de carbono del lado izquierdo de la ecuación. Hay un átomo de carbono del lado derecho de la ecuación. Al igualar la cantidad de átomos, escribe un coeficiente del lado derecho. Al4C3

+ H 2O

→ 4 Al (OH)3

+ 3CH4

3. Ahora revisa el hidrógeno. Del lado izquierdo se tienen dos átomos de hidrógeno. Del lado derecho se tienen veinticuatro átomos de hidrógeno. Siguiendo con la igualación de cantidad de átomos, debes escribir el coeficiente correspondiente. → 4 Al (OH)3 + 3CH4 Al4C3 + 12H2O 4. Finalmente revisa el oxígeno. Hay doce átomos del lado izquierdo de la ecuación. Hay doce átomos de oxígeno del lado derecho de la ecuación.

 

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Por lo tanto ya no hay necesidad de modificar la ecuación. 5. Al verificar tienes la información que se muestra en la tabla 4. Lado izquierdo 4 3 24 12

Elemento Al C H O

Lado derecho 4 3 24 12

Tabla 4. Verificación de la cantidad de átomos en la parte de reactivos y de productos de cuatro elementos químicos propuestos en el ejemplo 4.

Como ya se igualaste las cantidades de los átomos de cada elemento, la ecuación balanceada queda expresada de la siguiente manera:

Al4C3

+ 12H2O

→ 4 Al (OH)3

+ 3CH4

Recomendaciones 1. No debes perder de vista la ecuación que estás modificando porque puedes cometer errores. Cada vez que se cambie con algún coeficiente, sobre esa ecuación (que es la última) es con la que vas a trabajar. 2. Balancea primero todos los elementos químicos diferentes al H y al O. 3. Después de balancear los otros elementos, continúa con el hidrógeno y finalmente con el oxígeno. Esto te permitirá realizar el balance de manera más rápida. 4. Esta metodología que acabas de revisar del método del tanteo, es libre. Es decir, tú puedes balancear paso a paso como aquí se ha hecho, pero también lo puedes hacer de una manera más sencilla sin necesidad de realizar tantos pasos. Es cuestión de que entiendas bien el proceso y poco a poco logres establecer de manera más simple tu propia metodología sin olvidar los puntos de las recomendaciones.

 

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 Bibilografía   Daub, William & Seese, William. (2005). Química (8ª. ed. en español; E. Fernández, Trad.). México: Pearson Prentice Hall.

 

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