REACCIONES QUÍMICAS

Balance de ecuaciones

Contenido:

  1. Introducción
  2. Objetivos
  3. Reacción Química
  4. Ecuación Química
  5. Clasificación de las ecuaciones Químicas
  6. Proceso Redox
  7. Concepto de Semirreacción
  8. Métodos de Igualación
    • Método de Transferencia de electrones
    • Método del ión - electrón
  9. Ejercicio

1. Introducción.

En la naturaleza y en la vida diaria, nos encontramos constantemente con fenómenos físicos y con fenómenos químicos. Pero, qué son cada uno de estos fenómenos:

Fenómeno Físico: Es aquél que tiene lugar sin transformación de materia. Cuando se conserva la sustancia original. Ejemplos: cualquiera de los cambios de estado y también patear una pelota, romper una hoja de papel. En todos los casos, encontraremos que hasta podría cambiar la forma, como cuando rompemos el papel, pero la sustancia se conserva, seguimos teniendo papel.

Fenómeno Químico: Es aquél que tiene lugar con transformación de materia. Cuando no se conserva la sustancia original. Ejemplos: cuando quemamos un papel, cuando respiramos, y en cualquier reacción química. En todos los casos, encontraremos que las sustancias originales han cambiado, puesto que en estos fenómenos es imposible conservarlas.

2. Objetivos.

3. Reacción Química.

La reacción química es un proceso de transformación química que obedece a un desordenamiento molecular de las sustancias denominadas "suantancias reactivas"; para dar lugar al ordenamiento molecular de nuevas sustancias denominadas "suatancias productos"; cuyas propiedades físicas y químicas son diferentes a las reactivas. Es un proceso, porque las sustancias reactivas:

  • se disocian por disolución o efectos térmicos
  • rompen sus enlaces de acuerdo a la magnitud de sus energías de enlace (sustancias de gran reactividad química o estables).
  • adquieren una fuerza química iónica

    Las sustancias productos se forman por:

  • afinidad química entre especies químicas
  • porque obedecen a las leyes químicas.

4. Ecuación Química.

Una reacción química como proceso de transformación se representa por una ecuación química, separando sustancias reactivas y productos por un signo igual ( = ) o flecha ( ® ) que indica el sentido de la reacción empleando símbolos químicos, coeficientes para indicar el número de moléculas, subídices para indicar el número de átomos y estados de agregación molecular para tener una idea de sus reactividad química, esto es:

2 H2O( l )
+
2 SO2 ( g)
®
2 H2S( g )
+
3 O2 (g)
Sustancias reactivas
 
Sustancias Productos

Las ecuaciones química deben mostrar el mismo número de átomos, según la ley de A. Lavoisier, tanto en reactivos como en productos; a esto se llama ecuación química igualada.

6. Proceso Redox.

En los procesos de oxidación - reducción las especies iónicas, átomos o moléculas pierden o ganan electrones, cuando exite combinación entre las sustancias químicas.

Por tanto es importante establecer algunas definiciones que se emplean en los procesos de transformación química

Estado de Oxidación, es la que describe los cambios causados por las reacciones de óxido - reducción, es la carga neta del átomo o especie iónica considerada, así por ejemplo: Fe3+, [Al(OH)2]+, Cl-, Co2+, [SO4]2- etc. cuyos estados de oxidación son, 3+, 1+, 1-, 2+ y 2-, respectivamente.

Proceso de Oxidación, es cuando una especie química durante el proceso de transformación pierde electrones, quedando cargado positivamente la especie iónica, según:

Zno ® Zn2+ + 2 e

Proceso de Reducción, se refiere al número de electrones que pueden ganar las especies químicas durante el proceso de transformación química, esto es:

[HSO4] - + 1 e ® [SO4]2-

Estos dos procesos se pueden representar en una línea nemotécnica, que muestra el cambio del estado de oxidación que sufren las especies químicas, esto es:

7. Concepto de Semirreacción.

Una característica muy especial de las reacciones de oxidación - reducción es que pueden tener lugar cuando los reactivos están en compartimientos separados, como las que ocurre en una pila o celda galvánica. El análisis del funcionamiento de una celda indica con bastante claridad que una reacción general de oxidación - reducción se puede separar en dos semirreacciones; esto se refiere, a las reacciones específicas que ocurren en las proximidades del cátodo y del ánodo de una celda, de manera independiente. Así por ejemplo, la siguiente tabla muestra los procesos de las semirreacciones:

Semirreacción
Proceso
Lugar de la Semirreacc.
Zn ® Zn2+ + 2 e

2 Cl - ® Cl2 + 2e

2 e + Cu2 + ® Cu
Oxidación

Oxidación

Reducción

Anodo

Anodo

Cátodo

Toda reacción de oxidación - reducción, producida en cualquier circunstancia se puede dividir conceptualmente en semirreacciones. Las ventajas son:

  • El concepto de semirreacción puede ayudar mucho a balancear la ecuaciones de oxidación - reducción.
  • Las semirreacciones son el marco utilizado para comparar la furza de los distintos agentes oxidantes y reductores.

Los métodos químicos de igualación son los que nos interesa en este capítulo.

8. Métodos de Igualación.

Las reacciones químicas, como procesos de transformación tienen en comun:

De acuerdo a estos procesos químicos, los métodos de igualación de ecuaciones químicas son dos a considerar:

a) Método de la transferencia de electrones

b) Método del ión electrón. Aunque se pueden considerar otors métodos matemáticos, como el algebraico y el método matricial que son recursos que se emplean para la igualación de ecuaciones químicas.

8.1. Método de Transferencia de electrones.

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