Ecuación química equilibrada: definición y ejemplos

Equilibrio de ecuaciones químicas

Echemos un vistazo a esta escala. Podemos ver que está desequilibrado, con el lado derecho (rojo), pesando más que el lado izquierdo (azul). Para que los dos lados estén equilibrados, necesitamos poner un poco más de masa en el lado izquierdo hasta que tengan la misma masa.

Al igual que queremos que la escala esté equilibrada en ambos lados, una ecuación química también debe estar equilibrada en ambos lados. Una ecuación química nos muestra las sustancias involucradas en una reacción química: las sustancias que reaccionan ( reactivos ) y las sustancias que se producen ( productos ). En general, una ecuación química se ve así:

De acuerdo con la ley de conservación de la masa , cuando ocurre una reacción química, la masa de los productos debe ser igual a la masa de los reactivos. Por lo tanto, la cantidad de átomos en cada elemento no cambia en la reacción química. Como resultado, la ecuación química que muestra la reacción química debe equilibrarse. Una ecuación química balanceada ocurre cuando el número de átomos involucrados en el lado de los reactivos es igual al número de átomos en el lado de los productos.

Echemos un vistazo a una ecuación que representa una reacción química:

En esta reacción química, el nitrógeno (N2) reacciona con el hidrógeno (H) para producir amoníaco (NH3). Los reactivos son nitrógeno e hidrógeno, y el producto es amoníaco. Si miramos esta ecuación, podemos ver que la ecuación no está balanceada.

La ecuación no está equilibrada porque en el lado de los reactivos hay 2 átomos de nitrógeno (N) y 2 átomos de hidrógeno (H). En el lado de los productos, hay 1 átomos de nitrógeno (N) y 3 átomos de hidrógeno (H). El número de átomos no está equilibrado en ambos lados.

Para equilibrar la ecuación química anterior, necesitamos hacer uso de coeficientes. Un coeficiente es un número que colocamos delante de una fórmula química. En la ecuación química, para igualar el número de átomos de nitrógeno (N) en ambos lados, primero, colocamos un coeficiente de 2 delante de NH3.

Una vez que hacemos eso, se equilibra el número de átomos de nitrógeno (N) en ambos lados. Sin embargo, el número de átomos de hidrógeno (H) no está equilibrado en ambos lados. Necesitamos hacer uso de otro coeficiente delante de H2. Esta vez, colocamos un coeficiente de 3 delante de H2 para equilibrar la ecuación química.

La ecuación anterior ahora está equilibrada. Hay 2 átomos de nitrógeno (N) y 6 átomos de hidrógeno (H) tanto en el lado de los reactivos como de los productos. Como no hay coeficiente delante de N2, eso significa que el coeficiente es igual a 1.

Pasos para equilibrar una ecuación

La práctica siempre hace la perfección. En general, para equilibrar una ecuación, estas son las cosas que debemos hacer:

• Cuente los átomos de cada elemento en los reactivos y los productos.
• Utilice coeficientes; colóquelos frente a los compuestos según sea necesario.

Los pasos son simples, pero es un proceso de prueba y error. Echemos un vistazo a algunas ecuaciones y técnicas de ejemplo que se pueden utilizar para equilibrar cada una.

Ejemplo 1

Esta es una reacción entre el metano (CH4) y el oxígeno (O2), produciendo dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O).

La reacción que se muestra es una reacción de combustión : un compuesto reacciona con el oxígeno y produce dióxido de carbono y agua. La técnica consiste en equilibrar los átomos de carbono (C) primero, luego los átomos de hidrógeno (H) y luego los átomos de oxígeno (O).

En este caso, los átomos de carbono (C) ya están equilibrados. Entonces ahora miramos los átomos de hidrógeno (H). Hay 4 átomos de hidrógeno (H) en el lado de los reactivos y 2 átomos de hidrógeno (H) en el lado de los productos. Para equilibrarlos, colocamos un coeficiente de 2 delante de H2O.

Los átomos de hidrógeno (H) ahora están equilibrados. Debido al coeficiente 2 frente al H2O, hay un total de 4 átomos de oxígeno (O) en el lado de los productos. Para equilibrar los átomos de oxígeno en ambos lados, colocamos un coeficiente de 2 frente al O2. La ecuación química ahora está equilibrada.

Ejemplo 2

Esta es una reacción entre el óxido férrico (Fe2O3) y el carbono (C), produciendo Hierro (Fe) y dióxido de carbono (CO2).

Esta reacción no está equilibrada. Primero, necesitamos equilibrar los átomos de oxígeno. Hacemos esto haciéndolo de modo que haya 6 átomos de oxígeno en cada lado. Para hacer esto, necesitamos poner un coeficiente de 2 frente al Fe2O3 y un coeficiente de 3 frente al CO2.

Ahora que los átomos de oxígeno están equilibrados, primero debemos equilibrar los átomos de hierro (Fe). Para hacer esto, necesitamos poner un coeficiente de 4 delante de Fe en el lado de los productos. Ahora que los átomos de Fe están equilibrados, podemos equilibrar los átomos de carbono. Hacemos esto poniendo un coeficiente de 3 delante de C en el lado de los reactivos. La ecuación química ahora está equilibrada.

Ejemplo 3

Cuando se trata de ecuaciones químicas con iones poliatómicos , que son iones formados por más de un átomo, existe una técnica especial para equilibrar la ecuación química.

La técnica consiste en tratar todo el ion poliatómico como si fuera un solo átomo. Echemos un vistazo a esta ecuación química.

El ion poliatómico en este caso es PO4 (verde). Trataremos todo este ion poliatómico como un átomo. En el lado de los reactivos hay un ión PO4 y en el lado de los productos hay dos iones PO4.

El primer paso es equilibrar los iones poliatómicos en ambos lados. Para hacer eso, colocamos un coeficiente de 2 delante de Na3PO4. Los átomos de sodio (Na) se duplican y el PO4 ahora está equilibrado en ambos lados.

El siguiente paso es equilibrar los átomos de magnesio (Mg) y sodio (Na) y cloro (Cl). Primero equilibramos los átomos de magnesio poniendo un coeficiente de 3 delante de MgCl2.

A continuación, equilibramos los átomos de Na y Cl en ambos lados colocando un coeficiente de 6 delante de NaCl. La ecuación balanceada resultante es por tanto:

Ejemplo 4

Repasemos la reacción entre el aluminio (Al) y el ácido sulfúrico (H2SO4). En esta reacción, nuestro ion poliatómico, que contaremos como un átomo, es SO4. En el lado de los reactivos, hay un ion SO4, y en el lado de los productos, hay tres iones SO4.

Primero necesitamos equilibrar los iones SO4 y, para ello, colocamos un coeficiente de 3 delante del H2SO4.

Los átomos de hidrógeno y aluminio están desequilibrados. El siguiente paso es equilibrar los átomos de hidrógeno (H) colocando un coeficiente de 3 delante de H2.

El último paso es equilibrar los átomos de aluminio (Al). Hacemos esto poniendo un coeficiente de 2 delante de Al. La ecuación química ahora está equilibrada.

Resumen de la lección

De acuerdo con la ley de conservación de la masa , la masa de los reactivos debe ser igual a la masa de los productos cuando ocurre una reacción química. Esto significa que el número de átomos diferentes involucrados en las sustancias que reaccionan debe permanecer sin cambios después de que ocurra la reacción. Donde hay una reacción química, hay una ecuación química. La ecuación química debe equilibrarse para que siga la ley de conservación de la masa. Una ecuación química balanceada ocurre cuando el número de diferentes átomos de elementos en el lado de los reactivos es igual al del lado de los productos.

Equilibrar ecuaciones químicas es un proceso de prueba y error. Al equilibrar ecuaciones químicas, primero debemos contar los diferentes átomos en el lado de los reactivos y en el lado de los productos. Si la ecuación no está equilibrada, necesitamos usar coeficientes , que son números que colocamos delante de las sustancias que reaccionan, para equilibrar la ecuación. Si no hay un coeficiente delante de la fórmula química, eso significa que el coeficiente es igual a uno.

Para las reacciones de combustión, la técnica consiste en equilibrar los átomos de carbono (C), seguidos de los átomos de hidrógeno (H) y luego los de oxígeno (O). Para los átomos que involucran iones poliatómicos, la técnica general es contar todo el ión poliatómico como un átomo, equilibrar estos primero y luego equilibrar el resto de los átomos.

Los resultados del aprendizaje

Una vez que haya terminado, debería poder:

• Recuerde cómo la ley de conservación de la masa requiere una ecuación química balanceada
• Indique los pasos para equilibrar una ecuación química.
• Equilibrar una ecuación química