(12) BALANCEO DE ECUACIONES QUÍMICAS- METODOS.pptx

Ecuaciones Químicas

1. BALANCEO DE ECUACIONES QUÍMICAS

2. BALANCEO DE ECUACIONES QUÍMICAS Se trata de representar correctamente las ecuaciones químicas, es decir haciendo cumplir la ley de la conservación de la materia. Para balancear ecuaciones se debe considerar las siguientes reglas prácticas: 1. Se trata de buscar un coeficiente adecuado para cada sustancia de la ecuación, este coeficiente solo será colocado delante de la fórmula o símbolo de la sustancia. 2. El coeficiente debe ser preferentemente un número entero, positivo y especialmente el menor posible.. 3. Los coeficientes deben permitir igualar el número de átomos de cada elemento en ambos miembros de la ecuación química. Se tiene que cumplir que el número de átomos de cada elemento sea el mismo en los reactantes y en los productos. 4. Por ningún motivo se debe modificar las fórmulas o símbolos de las sustancias que participan en la reacción química.

3. 5. Cada número presente en la ecuación química indica una cantidad determinada de átomos. Ejemplo: COEFICIENTE: afecta a todos los elementos de la fórmula que tiene adelante. Afecta a todos los elementos del paréntesis (S y O). Afecta solo al oxígeno. Indica la unidad. Afecta solo al cromo. 5 Cr 2 (S O 4 ) 3 Por lo tanto, de la expresión anterior se tiene: Número de átomos de cromo = 5 x 2 = 10 Número de átomos de azufre = 5 x (3 x 1) = 15 Número de átomos de oxígeno = 5 x (3 x 4) = 60.

4. Si un coeficiente no es entero entonces multiplique a todos por el mayor de los denominadores, obteniéndose de esta manera valores enteros. a) MÉTODO DE TANTEO. Se utiliza para balancear ecuaciones sencillas. Se debe tener en cuenta las siguientes recomendaciones: Empiece con los elementos metálicos o por aquel elemento que se encuentre presente en pocas sustancias. Si existen hidrógeno y/u oxígeno se recomienda dejarlos para el último. Existen diversos métodos para realizar un balanceo de ecuaciones. A sí tenemos: a) MÉTODO DE TANTEO . b) MÉTODO DE ELECTRÓN VALENCIA c) MÉTODO DEL IÓN ELECTRÓN.

5. Balancear las siguientes reacciones químicas: Ejemplo: Finalmente el H: (el O se balancea automáticamente) Al(OH) 3 + H 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O SOLUCION: Primero el metal Al: 2 Al(OH) 3 + H 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O Luego el S: 2Al(OH) 3 + 3 H 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O Al 2 (SO 4 ) 3 + 6 H 2 O 2 Al(OH) 3 + 3 H 2 SO 4

6. KMnO 4 + HCl. KCl + MnCl 2 + Cl 2 + H 2 O SOLUCION: Primero el metal K y Mn: 1KMnO 4 + HCl 1 KCl + 1 MnCl 2 + Cl 2 + H 2 O Conviene continuar con el oxígeno (está definido en los reactantes) 1KMnO 4 + HCl 1 KCl + 1 MnCl 2 + Cl 2 + 4H 2 O Luego el H (está definido en los productos): 1KMnO 4 + 8HCl 1 KCl + 1 MnCl 2 + Cl 2 + 4H 2 O Por último, continuamos con el cloro: 1KMnO 4 + 8HCl 1 KCl + 1 MnCl 2 + Cl 2 + 4H 2 O   Multiplicamos todo por 2: 2KMnO 4 + 16HCl 2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl 2 + 8H 2 O

7. KNO 2 + O 2 BALANCEAR: Fe + HCl FeCl 3 + H 2 NH 3 + O 2 NO + H 2 O Fe 2 O 3 + CO Fe + CO 2 C 6 H 6 + O 2 CO 2 + H 2 O C 3 H 8 + O 2 CO 2 + H 2 O C 6 H 14 + O 2 CO 2 + H 2 O KNO 3

8. f) Balanceamos por método de tanteo en la ecuación los elementos restantes. b) MÉTODO DE ELECTRÓN VALENCIA. Este método puede utilizarse para las ecuaciones complejas y para las ecuaciones iónicas; en este método se utiliza los números de oxidación de los elementos que intervienen en la reacción. Para balancear por este método, debemos seguir el siguiente procedimiento: a) Escribimos la ecuación redox no balanceada. b) Se escribe los números de oxidación, para identificar quién está modificando su número de oxidación cuando pasa de reactante a producto c) Escribimos las semirreacciones de oxidación y reducción, mostrando la pérdida y ganancia de electrones . d) Balanceamos las semirreacciones en átomos y cargas e igualar el número de electrones ganados y perdidos. e) Se suma las semirreacciones balanceadas y transferimos los coeficientes a la ecuación original

9. Ejemplo: Balancea las siguientes ecuaciones químicas: Cu + HNO 3 Cu(NO 3 ) 2 + NO + H 2 O Indicamos los números de oxidación: SOLUCION: Cu + H N O 3 Cu (N O 3 ) 2 + N O + H 2 O Como se observa el Cu y N varían su número de oxidación, por lo tanto, formaremos las siguientes semirreacciones: Oxidación: Cu +2 N 2+ Reducción: 1+ 5+ 2- 2+ 5+ 2- 2+ 2- 1+ 2´- Cu N 5+ (x3) 3Cu +2 3 Cu + 6e - (x2) 2N 5+ 2N 2+ Ecuación redox: 3Cu 3Cu 2+ + 2e - +3e - + 6e - + 2N 5+ + 2N 2+ Estos valores trasladamos a la ecuación original: 3 Cu 3 Cu(NO 3 ) 2 + 2 NO + H 2 O + 2 HNO 3 Finalmente completamos el balance por tanteo: 3Cu + 3Cu(NO 3 ) 2 + 8 HNO 3 4 H 2 O 2NO +

10. 2. KCl + KMnO 4 + H 2 SO 4 KHSO 4 + MnSO 4 + H 2 O + Cl 2 SOLUCION: Primero colocamos los respectivos números de oxidación: KCl + K Mn O 4 + H 2 S O 4 K H S O 4 + Mn S O 4 + H 2 O + Cl 2 Como se observa el Cl y Mn varían su número de oxidación, por lo tanto formaremos las siguientes semirreacciones: Oxidación: Cl 2 Reducción: Mn 2+ 5Cl 2 + 1+ 1- 1+ 7+ 2- 1+ 6+ 2- 1+ 1+ 6+ 2- 2+ 6+ 2- 1+ 2- Cl 1- + 2e - Mn 7+ + 5e - Cl 1- Cl 2 + 10e - X5: 10 2 X2: 2 Mn 7+ 2 Mn 2+ 5 + 10e - Ecuación redox: 10Cl 1- + 2Mn 7+ 2Mn 2+ Estos valores trasladamos a la ecuación original: KCl + K Mn O 4 + H 2 S O 4 K H S O 4 + Mn S O 4 + H 2 O + Cl 2 10 2 5 Finalmente completamos el balance por el método de tanteo: 10KCl + 2KMnO 4 + 14 H 2 SO 4 12 KHSO 4 + MnSO 4 2 + 8 H 2 O + 5Cl 2

11. En la siguiente reacción química: Cl 2 + KOH KClO + KCl + H 2 O Marque la alternativa correcta: A) El agente reductor gana 2 electrones. B) La suma de los coeficientes de los productos es 7. C) El producto reducido es KClO . D) Forman 3 moles de agua. E) La sustancia oxidada es KClO . SOLUCION: Cl 2 + K O H K Cl O + K Cl + H 2 O 1+ 2- 1+ 1+ 1+ 2- 1+ 1- 1+ 2- Cl 2 2Cl + + 2e - Cl 2 2Cl - + 2e - 2 Cl 2 2Cl + + 2Cl - Cl 2 + KClO + KCl + H 2 O 2 KOH RESP: E F F F F V

12. entonces 2 + 1 = 3 En la siguiente ecuación química: MnO 2 + O 2 + KOH K 2 MnO 4 + H 2 O La suma de los coeficientes del agente oxidante y agente reductor, es: A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) 6 SOLUCIÓN   Mn 6+ O 2 2O -2 2 + O 2   2 Mn 6+ + 2O -2 Luego la ecuación balanceada (completando por tanteo) es: 2MnO 2 + O 2 + 4KOH 2 K 2 MnO 4 + 2H 2 O Ag. Ox. = 2MnO 2 Ag. Red. = O 2 2 + 2e - + 4 e - RESP 1

13. (RESP: A) Se balancea la ecuación química: Al + NaOH + H 2 O NaAlO 2 + H 2 La suma de todos los coeficientes estequiométricos es: A) 11 B) 12 C) 13 D) 9 E) 10 SOLUCION: Al + NaOH + H 2 O NaAlO 2 + H 2 Al Al 3+ 2H + H 2 2Al + 6H + 2 Al 3* + 3H 2   2 Al + 2 NaOH + 2 H 2 O 2 NaAlO 2 + 3 H 2 + 3e - (x2) + 2e - (x3)

14. V. Se producen 4 moles de agua. Al balancear: KClO 3 + H 2 SO 4 + FeSO 4 ¿Cuantas proposiciones son correctas? I. El cloro es el agente reductor. II. La suma de los coeficientes del agente oxidante y reductor es 7. III. El coeficiente de la sustancia reductora es 6. IV. El coeficiente de la sustancia oxidante es 3. A) 2 B) 1 C) 3 D) 4 E) 5 Fe 2 (SO 4 ) 3 + KCl + H 2 O

15. (RESP: 2) SOLUCION: KClO 3 + H 2 SO 4 + FeSO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 + KCl + H 2 O Cl 5+ Cl - Fe 2+ Fe 3+ Cl 5+ + 6Fe 2+ Cl - + 6Fe 3+  KClO 3 + 3H 2 SO 4 + 6FeSO 4 3Fe 2 (SO 4 ) 3 + KCl + 3H 2 O + 6e - (x1) + 1e - (x6)

16. Balancea las siguientes ecuaciones por método del electrón valencia: E J E R C I C I O S

17. c) MÉTODO DEL ION ELECTRÓN En primer lugar, escogemos el par de iones que se oxida y reduce, para formar las dos semirreacciones. Luego realizamos el balance de masa, pero en este balance no considerar el H ni el O. Si el medio ES NEUTRO O ACIDO, entonces el exceso de oxígeno en un miembro se compensa con igual número de moléculas de agua en el otro miembro. Y el exceso de H en un miembro se compensa con igual número de H + en el otro miembro. En la práctica las diferentes reacciones químicas se realizan en medio ácido, básico o alcalino y además solo nos señalan los reactivos que sufren cambios en su estado de oxidación. Es decir que solamente poseemos la parte iónica de toda la ecuación química. Para balancear la parte iónica utilizaremos el método del ión electrón, pero teniendo en cuenta el medio donde se realiza y también debemos tener en cuenta lo siguiente:

18. Por último, se realiza el balance de carga, por tal efecto utilizamos los electrones libres. La ecuación balanceada será aquella que se obtenga sumando las semirreacciones de oxidación y reducción, pero eliminando convenientemente los electrones. Si el medio ES BÁSICO (ALCALINO), entonces el exceso de O en un miembro se incrementa con igual número de moléculas de agua en el mismo miembro, pero en el otro miembro se coloca el doble de iones OH - .

19. Ejemplo: Balancear en medio ácido: Zn + HNO 3 Zn +2 + NO SOLUCION: En primer lugar escogemos los pares respectivos para formar las semirreacciones de oxidación y reducción. Zn Zn 2+ NO 3 - NO 1 1 1 1 Luego realizamos el balance de masa del Zn y N respectivamente (no incluye O). Como el medio es ácido, en la segunda semirreacción existe un exceso de 2 átomos de O y le compensamos con igual número de moléculas de agua al otro miembro: NO 1NO 3 - El haber agregado H 2 O ha originado un exceso de 4H en el otro miembro (lo compensamos al otro miembro): + 2H 2 O + 4 H +

20. Realizamos luego el balance de carga en ambas semirreacciones: 3Zn + 2NO 3 - + 8H + Zn Zn 2+ + 2e - (x3) NO 3 - + 4H + + 3e - NO + 2H 2 O (x2) 3Zn 3Zn 2+ + 6e - 2NO 3 - + 8H + + 6e - 2NO + 4H 2 O 3Zn 2+ + 2NO + 4H 2 O

21. Balancear en medio básico: 1NO 2 1- I 2 + NO I 1- + HNO 2 SOLUCION: En primer lugar, escogemos los pares de oxidación y reducción para formar las respectivas semirreacciones: I 1- I 2 NO 2 1- NO 2I 1- 1I 2 1NO Luego realizamos el balance de masa en ambas semirreacciones 2 1 1 Solo en la segunda semirreacción existe un exceso de O, entonces de acuerdo a la regla se utiliza 1H 2 O y 2OH - : + 1H 2 O + 2OH - Realizamos luego el balance de carga en ambas semirreacciones: + 1e - + 2e - (x 2) (x 1) 2NO 2 1- + 2H 2 O 2NO + 1I 2 + 2I 1- + 4OH -

22. Al balancear la reacción en medio acido 5O 2 - + I 2 + 8H + H 2 O 2 + I 2 HIO 3 + H 2 O Los coeficientes del agente reductor y del agua son: A) 4 y 1 B) 2 y 4 C) 5 y 2 D) 1 y 4 E) 1 y 3 SOLUCION: O 2 - H 2 O I 2 2IO 3 - (x1) (x5) 5O 2 - 10 H 2 O Simplificando se tiene: 4H 2 O + 2IO 3 (RESP: 1 y 4) Escogemos los pares de oxidación y reducción para formar las respectivas semirreacciones: O 2 - H 2 O I 2 IO 3 Luego realizamos el balance de masa en ambas semirreacciones (excepto O y H 2 Balanceamos O y H de acuerdo a las reglas para medio ácido + H 2 O + 4H + + 2e - + 10e - + 12H + + 6H 2 O Luego el balance de carga + I 2 + 20 H + + 6H 2 O + 2IO 3 + 12H +

23. Balancear en medio básico: Cl 2 NaCl + NaIO 4 Cl 2 + NaIO 3 SOLUCION: En primer lugar, escogemos los pares de oxidación y reducción para formar las respectivas semirreacciones: Cl 2 Cl - IO 3 - IO 4 - IO 3 - IO 4 - 2Cl - Luego realizamos el balance de masa en ambas semirreacciones (excepto H y O 2 1 1 Solo en la segunda semirreacción existe un exceso de O, entonces de acuerdo a la regla se utiliza 1H 2 O y 2OH - : Realizamos luego el balance de carga en ambas semirreacciones: + 2e - + 2e - (x 1) (x 1) Cl 2 + IO 3 - 2Cl - + IO 4 - + 2OH - + H 2 O A l balancear en medio básico, el coeficiente del producto reducido es: + H 2 O 2OH - RESPUESTA: 2

24. Al balancear la ecuación química en medio acido: KClO 4 + H 2 O 2 Los coeficientes del agente oxidante y reductor, es: KCl + O 2 + H 2 O A) 1 y 4 B) 4 y 1 C) 4 y 4 D) 1 y 3 E) 3 y 1 (RESP: )

25. Al balancear la ecuación química en medio acido. Señale la proposición verdadera: El ion Cr 2 O 7 2- es el agente oxidante Cr 2 O 7 2- + NO 2 - Cr 3+ + NO 3 - B) El ion NO 2 - es la sustancia que se reduce C) El coeficiente de la sustancia oxidada es 2. D) Se forman 5 moles de agua. E) La suma de los coeficientes de los productos es 10.

26. Br - + SO 4 2- en solución ácida 1. Br 2 + SO 2 2. S 2- + MnO 4 - 3. Sn 2+ + Co 3+ MnO 2 + S en solución básica. Sn 4+ + Co 2+ Ácido 4. Mn 2+ + PbO 2 MnO 4 1- + Pb 2+ Ácido 5. As 2 S 5 + NO 3 1- H 3 AsO 4 1+ + SO 4 2- + NO Ácido 6. Al 3+ + S 2- Al(OH) 3 + S Básico 7. Fe 2+ + HBrO Fe 3+ + Br - Básico 8. MnO 4 2- + SO 3 2- Mn 2+ + SO 4 2- Básico

27. GRACIAS