REACCIONES QUIMICAS

REACCIONES QUIMICAS
Una reacción química es el proceso en el cual una sustancia (o sustancias)
cambia para formar una o más sustancias nuevas, es decir es un proceso de
cambio de unos reactivos iniciales a unos productos finales
Las reacciones químicas se representan mediante ecuaciones químicas.
Por ejemplo el carbono (C) podría reaccionar con oxígeno gaseoso (O2) para
formar dióxido de carbono (CO2). La ecuación química para esta reacción se
escribe:
C + O2 = CO2
El '+' se lee como “reacciona con” y la flecha significa “produce”. Las
fórmulas químicas a la izquierda de la flecha representan las sustancias de partida
denominadas reactivos. A la derecha de la flecha están las formulas químicas de
las sustancias producidas denominadas productos de la reacción. Los números al
lado de las formulas son los coeficientes( el coeficiente 1 se omite).
En la reacción anterior el C y el O2 son los reactivos, el CO2 el producto.
La reacción de formación del agua se escribe:
2H2 + O2 = 2H2O
Nótese en la reacción anterior (formación del agua) que el número de
átomos de cada elemento a cada lado de la ecuación es el mismo:
Según la ley de la conservación de la masa los átomos ni se crean, ni se
destruyen, durante una reacción química. Por lo tanto una ecuación química ha de
tener el mismo número de átomos de cada elemento a ambos lados de la flecha.
Se dice entonces que la ecuación está balanceada.
BALANCEO DE ECUACIONES QUIMICAS
Cuando la reacción química se expresa como ecuación, además de escribir
correctamente todas las especies participantes (nomenclatura), se debe ajustar el
número de átomos de reactivos y productos, colocando un coeficiente a la
izquierda de los reactivos o de los productos. El balanceo de ecuaciones busca
igualar el de átomos en ambos lados de la ecuación, para mantener la Ley de
Lavoisier.
Por ejemplo en la siguiente reacción (síntesis de agua), el número de átomos de
oxígenos de reactivos, es mayor al de productos.
H2 + O2  H2O
Para igualar los átomos en ambos lados es necesario colocar coeficientes y de
esta forma queda una ecuación balanceada.
2 H2 + O2  2 H2O
Nota: Para calcular el número de átomos, el coeficiente multiplica a los subíndices y cuándo el coeficiente es
igual a 1 "se omite" por lo que el número de átomos es igual al subíndice.
Los métodos más comunes para balancear una ecuación son: Tanteo, Algebraico
y Redox.
Métodos
Tanteo
Consiste en dar coeficientes al azar hasta igualar todas las especies.
Ejemplo:
CaF2 + H2SO4  CaSO4 + HF
Ecuación no balanceada
El número de F y de H esta desbalanceado, por lo que se asignará (al azar) un
coeficiente en la especie del flúor de la derecha.
CaF2 + H2SO4  CaSO4 + 2 HF
Ecuación balanceada
Ejemplo:
K + H2O  KOH + H2
Ecuación no balanceada
El número de H esta desbalanceado, por lo que se asignará (al azar) un
coeficiente en la especie del hidrógeno de la izquierda.
K + 2 H2O  KOH + H2
Ecuación no balanceada
Quedarían 4 H en reactivos y 3 en productos, además la cantidad de
oxígenos quedó desbalanceada, por lo que ahora se ajustará el hidrógeno y el
oxígeno.
K + 2 H2O  2 KOH + H2
Ecuación no balanceada
El número de K es de 1 en reactivos y 2 en productos, por lo que el
balanceo se termina ajustando el número de potasios.
2 K + 2 H2O  2 KOH + H2
Ecuación balanceada
Algebraico
Este método es un proceso matemático que consistente en asignar literales a cada
una de las especies , crear ecuaciones en función de los átomos y al resolver las
ecuaciones, determinar el valor de los coeficientes.
Ecuación a balancear:
FeS + O2  Fe2O3 + SO2
Los pasos a seguir son los siguientes:
1. Escribir una letra, empezando por A, sobre las especies de la ecuación:
A
B
C
D
FeS + O2  Fe2O3 + SO2
2. Escribir los elementos y para cada uno de ellos establecer cuántos hay en
reactivos y en productos, con respecto a la variable. Por ejemplo hay un Fe en
reactivos y dos en productos, pero en función de las literales donde se localizan
las especies (A y C) se establece la ecuación A = 2C .
El símbolo produce ( ) equivale al signo igual a (=).
Fe
A = 2C
S
A=D
O
2B = 3C + 2D
3. Utilizando esas ecuaciones, dar un valor a cualquier letra que nos permita
resolver una ecuación (obtener el valor de una literal o variable) y obtener
después el valor de las demás variables. Es decir se asigna un valor al azar
(generalmente se le asigna el 2) a alguna variable en una ecuación, en este caso C
= 2 , de tal forma que al sustituir el valor en la primera ecuación se encontrará el
valor de A. Sustituyendo el valor de A en la segunda ecuación se encuentra el
valor de D y finalmente en la tercera ecuación se sustituyen los valores de C y D
para encontrar el valor de B.
A
B
FeS
Fe A = 2C
S A=D
O 2B = 3C + 2D
+
O2
C

Sí C =2
A= 2C
A= 2(2)
D
Fe2O3
A= D
D=4
+
SO2
2B = 3C + 2D
2B = (3)(2) + (2)(4)
2B = 14
A=4
B = 14/2
B=7
4. Asignar a cada una de las especies el valor encontrado para cada una de las
variables:
A
4 FeS
B
+
7 O2
C

2Fe2O3
D
+ 4SO2
Ecuación Balanceada
Redox
Se conoce como estado elemental la forma en que se encuentra un elemento en
estado puro (sin combinarse con otro elemento), puede ser atómico como el
metal (Al), diatómico como los gases o halógenos (O2) y poliatómicos (S6) .
Como los elementos puros no están combinados se dicen que no tienen valencia,
por lo que se creó el concepto "número de oxidación" , que para los átomos de
los elementos tiene el valor de cero (0) .
Es decir cuando se trata de una reacción de Redox, el número de oxidación de los
átomos de los compuestos equivale a su valencia, mientras que los átomos de los
elementos tienen número de oxidación cero, por ejemplo :
Na + H2O  NaOH + H2
Na0 + H+12O-2  Na+1O-2H+1 + H02
Reacción Redox
Se conoce como reacción REDOX aquella donde los números de oxidación de
algunos átomos cambia al pasar de reactivos a productos. Redox proviene de las
palabras REDucción y OXidación. Esta reacción se caracteriza porque siempre
hay una especie que se oxida y otra que se reduce.
Oxidación. Es la pérdida de electrones que hace que los números de oxidación se
incrementen.
Reducción. Ganancia de electrones que da lugar a que los números de oxidación
se disminuyan.
Para la reacción anterior:
Na0  Na+1 Oxidación
H+12  H02 Reducción
Para expresar ambos procesos, se utilizan hemirreacciones donde se escriben las especies cambiantes y sobre las
flechas se indica el número de electrones ganados y/o perdidos.
BALANCEO REDOX
Las reglas para el balanceo redox (para aplicar este método, usaremos como ejemplo la
siguiente reacción) son:
K2Cr2O7 + H2O + S  SO2 + KOH + Cr2O3
1. Escribir los números de oxidación de todas las especies y observar cuáles son las
que cambian.
K+12Cr+62O-27 + H+12O-2 + S0  S+4O-22 + K+1O-2H+1 + Cr+32O-23
2. Escribir las hemirreacciones de oxidación y de reducción, cuando una de las especies
cambiantes tiene subíndices se escribe con él en la hemirreacción (por ejemplo el Cr2 en ambos
lados de la reacción) y si es necesario, balancear los átomos (en este caso hay dos átomos de
cromo y uno de azufre en ambos lados "se encuentran ajustados", en caso de no ser así se
colocan coeficientes para balancear las hemirreacciones) y finalmente indicar el número de
electrones ganados o perdidos (el cromo de +6 a +3 gana 3 electrones y al ser dos cromos
ganan 6 electrones y el azufre que pasa de 0 a +4 pierde 4 electrones).
+6 e
Cr+62
S0

- 4e

Cr+32 Reducción
S+4
Oxidación
3. Igualar el número de electrones ganados al número de electrones perdidos. Para
lograrlo se necesita multiplicar cada una de las hemirreacciones por el número de
electrones ganados o perdidos de la hemirreacción contraria (o por su mínimo común
denominador).
+6 e
2 [ Cr+62
3 [ S0

- 4e

Cr+32
]
S+4
]
+12 e
2 Cr+62
3 S0

- 12e

2Cr+32
3 S+4
4. Hacer una sumatoria de las hemirreacciones para obtener los coeficientes, y
posteriormente, colocarlos en las especies correspondientes.
3 S0 + 2Cr+62
 3 S+4
+ 2Cr+32
2K2Cr2O7 + H2O + 3S  3SO2 + KOH + 2Cr2O3
5. Terminar de balancear por tanteo.
2K2Cr2O7 + 2H2O + 3S  3SO2 + 4KOH + 2Cr2O3
Estequiometria de la reacción
química
Ahora estudiaremos la estequiometria, es decir la medición de
los elementos).
Las transformaciones que ocurren en una reacción química se
rigen por la Ley de la conservación de la masa: Los átomos
no se crean ni se destruyen durante una reacción química.
Entonces, el mismo conjunto de átomos está presente antes,
durante y después de la reacción. Los cambios que ocurren en
una reacción química simplemente consisten en una
reordenación de los átomos.
Por lo tanto una ecuación química ha de tener el mismo
número de átomos de cada elemento a ambos lados de la
flecha. Se dice entonces que la ecuación está balanceada.
2H2
4H
+
Reactivos
y
O2
2O
=
2H2O
Productos
4H + 2O
Pasos que son necesarios para escribir una reacción
ajustada:
1) Se determina cuáles son los reactivos y los productos.
2) Se escribe una ecuación no ajustada usando las fórmulas de
los reactivos y de los productos.
3) Se ajusta la reacción determinando los coeficientes que nos
dan números iguales de cada tipo de átomo en cada lado de la
flecha de reacción, generalmente números enteros.
Ejemplo 1:
Consideremos la reacción de combustión del metano gaseoso
(CH4) en aire.
Paso 1:
Sabemos que en esta reacción se consume (O2) y produce
agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2).
Luego:
los reactivos son CH4 y O2, y
los productos son H2O y CO2
Paso 2:
la ecuación química sin ajustar será:
Paso 3:
Ahora contamos los átomos de cada reactivo y de cada
producto y los sumamos:
Entonces,
una molécula de metano reacciona con dos moléculas de
oxígeno para producir dos moléculas agua y una molécula
de dióxido de carbono.
Ejemplo 2:
Ecuación balanceada
Ejemplo 3:
Ajustar primero la molécula mayor
Ahora ajustamos el O.
Multiplicamos por dos:
Ejemplo 4:
Descomposición de la urea:
Para balancear únicamente duplicamos NH3 y así:
Ejemplo 5:
Necesitamos más cloro en la derecha:
Se necesita más C en la izquierda, duplicamos CH3OH.
ya está ajustada.