Métodos para balancear ecuaciones químicas

1. Fundamentos de química
Balanceo de ecuaciones
químicas y cálculos
estequiométricos

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Balanceo de ecuaciones químicas
Consiste en ajustar los coeficientes de los reactivos y productos
para que la reacción cumpla la ley de conservación de la
materia.
La masa de los reactivos debe ser igual a la de los productos.
Por ejemplo:
CH4 + O2 → CO2 + H2O
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

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Tipos de balanceo de ecuaciones químicas
Balanceo por tanteo: este método se basa en que los reactivos y productos
de la ecuación de la reacción tengan el mismo número de átomos.
El método de tanteo es útil y sencillo para ecuaciones con pocos reactivos y
productos. En ecuaciones más complejas conviene emplear otros métodos.
S2 + O2 → SO3
S2 + O2 → 2SO3
S2 + 3O2 → 2SO3
S2 + 3O2 → 2SO3
Reactivos 2 átomos de S y 2 átomos de oxígeno.
Productos 1 átomo de S y 3 de O
Ajustamos los azufres de los productos para que coincidan con los
reactivos.
Ajustamos los oxígenos de los reactivos para que coincidan con los
6 de los productos.
Comprobamos todos los elementos, esta sería la ecuación
balanceada.

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Tipos de balanceo de ecuaciones químicas
Balanceo por Redox: Es utilizado para balancear ecuaciones de oxidación-reducción
cuando es difícil ajustarlo por otros métodos. Se basa en los números o estados de
oxidación de los elementos.
• La oxidación es el proceso donde existe una perdida de electrones o un aumento
en el número de oxidación.
• La reducción es el proceso donde existe una ganancia de electrones o una
disminución en el número de oxidación.
• El agente oxidante es aquel elemento químico que tiende a captar electrones,
quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía, se reduce.
• El agente reductor es aquel elemento químico que suministra electrones de su
estructura química al medio, aumentando su estado de oxidación, es decir, siendo
oxidado.

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Número de
oxidación
Electrones
Oxidación Aumenta Pierde
Reducción Disminuye Gana
Agente oxidante Disminuye Gana
Agente Reductor Aumenta Pierde
Pasos:
1. Establecer los números de oxidación para cada elemento Identificar qué elemento se
oxidó y qué elemento se redujo.
2. Multiplicar los coeficientes de la ecuación por un factor adecuado que iguale la cantidad
de electrones perdidos con los ganados.
3. Trasladar los coeficientes obtenidos a la ecuación principal.
4. Verificar que se encuentra balanceada o terminar de balancear por tanteo.

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Tipos de balanceo de ecuaciones químicas
Balanceo algebraico: Es un método matemático que consiste en asignar incógnitas a
cada una de las especies de nuestra ecuación química; se establecerán ecuaciones en
función de los átomos y, al despejar dichas incógnitas, encontraremos los coeficientes
buscados.
Pasos:
1. Asignar una incógnita sobre las especies de la ecuación.
2. Multiplicar la cantidad de átomos de cada elemento por la incógnita asignada, para
establecer las ecuaciones. El símbolo produce equivale a =
3. Utilizando esas ecuaciones, dar un valor arbitrario a cualquier incógnita, empieza
probando con el 1 o con el 2, esto nos permitirá despejar las incógnitas de las demás
ecuaciones.
4. Asignar a cada una de las especies el valor encontrado para cada una de las variables.
5. Simplificar si es posible

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Estequiometría de las ecuaciones
químicas
La proporción que existe entre reactivos y productos en una reacción
química, se conoce como estequiometría de la reacción.
La estequiometría es así la herramienta de que nos valemos para resolver
los problemas numéricos relacionados con las ecuaciones. Los coeficientes
de una ecuación nos permiten expresar la relación estequiométrica
existente entre cualquier par de sustancias involucradas en una reacción.
Esta relación se conoce como, razón molar.

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Reacciones endotérmicas:
Son las reacciones químicas que absorben calor, siendo por tanto, la
energía final de los productos es mayor que la energía inicial de los
reactivos. De esta forma la variación de energía es positiva.
Reacciones exotérmicas
Son las reacciones químicas que liberan calor, siendo por tanto la energía
final de los productos, menor que la energía inicial de los reactivos. De
ello se concluye que la variación energética va a ser negativa.

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Cálculos estequiométricos
Las distintas operaciones matemáticas que permiten calcular la cantidad de una
sustancia que reacciona o se produce en una determinada reacción química reciben el
nombre de cálculos estequiométricos.
Los datos sobre los reactivos y los productos no se expresan, normalmente, en
cantidad de sustancia (moles), sino que se expresan en masa (gramos) o en volumen
(litros) de disolución o de un gas. Por ello, es necesario seguir un procedimiento en
los cálculos estequiométricos.
Los pasos a seguir son:
1. Escribe la ecuación química ajustada.
2. Calcula la cantidad de sustancia en moles de la sustancia dato.
3. Usa la relación estequiométrica para obtener la cantidad de sustancia en moles de
la sustancia incógnita.
4. Convierte la cantidad de sustancia en moles de la sustancia incógnita a la
magnitud pedida.

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Cálculos estequiométricos
Existen 4 métodos para realizar los cálculos estequiométricos:
• masa/masa
• mol/mol
• masa/mol
• mol/masa
Se pueden utilizar dos métodos para estos cálculos ya sea por factor molar o
proporciones.
Método del Factor Molar: Se basa en la relación del número de moles entre dos
sustancias que participan en una reacción química.
Método de las proporciones: Se fundamenta en la relación de la cantidad en gramos
de las sustancias que intervienen en una reacción.

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Cálculos estequiométricos
Ejemplo:
Tenemos 10 kg de aluminio que se oxidan en presencia de oxígeno. Calcular la cantidad de óxido de
aluminio Al2O3 que se forma.
Datos: MAl = 27 u , MO = 16 u
• Se escribe la reacción química:
Al + O2 Al2O3
• Se ajusta la reacción química:
4 Al + 3 O2 2 Al2O3
• Se calculan las masas molares de datos e incógnitas:

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Cálculos estequiométricos
• Se escribe la reacción química con todo lo conocido del problema:
• Continuamos el problema: