Reacciones químicas y balanceo de ecuaciones.

Las reacciones químicas

La química estudia los cambios producidos por la materia y los intercambios de energía asociados a ellos. Denominamos a estas transformaciones reacciones químicas.

Las ecuaciones químicas se emplean para describir las reacciones químicas. Por lo tanto, diremos que una ecuación química es la representación en símbolos de una reacción química.

1. Representan el proceso mediante el cual los reactivos se transforman los productos.
2. Nos informan cuales son los reactivos y cuales son los productos que intervienen en la reacción.
3. Nos informan la proporción en que los reactivos y productos intervienen en la transformación.

Es decir, las ecuaciones químicas nos dan información cualitativa y cuantitativa de la transformación química.

Ejemplo común: Combustión de metano

CH4 + 2 O2 --> CO2 + 2 H2O

 

Las combustiones se producen cuando un material arde en presencia de oxigeno y desprende grandes cantidades de calor. En los compuestos carbonados es una reacción de gran importancia, ya que es el fundamento de su uso como combustibles. Si se trata de hidrocarburos (solo poseen carbono e hidrógeno) los productos de esta reacción suelen ser dióxido de carbono y agua.

Los números que nos indican las proporciones se llaman coeficientes estequiométricos.

Al igual que las ecuaciones matemáticas, las ecuaciones químicas deben estar balanceadas o igualadas. Es decir, que deben tener ambos miembros igual numero de átomos de la misma clase, lo que se consigue modificando los coeficientes estequiométricos cuando sea necesario.

Ley de conservación de la masa o ley de Lavoisier: en toda reacción química que ocurre en un sistema cerrado, la suma de las masas de los reactivos debe ser igual a la suma de las masas de los productos.

Resumen de reglas para balancear ecuaciones químicas.

1. Escribir la ecuación sin balancear, incluyendo las formulas correctas para todos los reactivos y productos.
2. Determinar una secuencia lógica para balancear cada átomo en las ecuaciones. Dejar para el final aquellos átomos que aparecen en mas de un compuesto en cada lado de la ecuación.
3. Balancear cada átomo colocando los coeficientes adecuados delante de las formulas en la ecuación. Si es posible, proceder en el orden predeterminado en el punto anterior.
4. Verificar que todos los átomos estén balanceados. Si hay igual numero de átomos a cada lado de la ecuación, entonces la ecuación esta balanceada; de lo contrario, repetir el paso 3.

Método algebraico de asignación de coeficientes y balanceo de ecuaciones químicas.

El método consiste en los siguientes pasos:

1. Asignar un coeficiente alfabético a cada reactivo y producto que aparece en la ecuación cualitativa.
2. Establecer las igualdades que sean posibles para cada uno de los elementos químicos que intervienen en la ecuación.
3. Resolver el sistema de la manera habitual.

Por ejemplo:

MnO + HCl --> MnCl2 + H2O

1- Asignamos coeficientes alfabéticos a los reactivos y productos:

a MnO + b HCl --> c MnCl2 + d H2O

2- Establecemos las igualdades entre los distintos elementos químicos que intervienen en la ecuación:

Para el Mn debe ser:   a=c  (1)

Para el O:                    a=d   (2)

Para el H:                    b=2d  (3)

Para el C:                    b=2c  (4)

3- Se resuelve el sistema de ecuaciones de la manera habitual:

De (1) y (2) resulta: a=d=c; de (3) y (4) resulta: b=2c=2d

Se asigna arbitrariamente y provisoriamente el valor unitario al coeficiente a, resultando:

a=1 b=2 c=1 d=1

La ecuación balanceada es:

MnO + 2 HCl --> MnCl2 + H2O