BALANCEOS.

Martes 13 de septiembre de 2016

BLOQUE 1

BALANCEO DE ECUACIONES QUÍMICAS POR: TANTEO, ALGEBRAICO Y REDOX.   

Integrantes del Equipo:

      Ma. Del Carmen Marcial Alva.

      Nora Viridiana Casas Arreola.

      Ma. De Jesús Cantero García.  

Una ecuación química nos ayuda a determinar cómo reaccionan los compuestos y elementos. Balancearla nos da un mayor enfoque de los productos o cambios que han sufrido los elementos y compuestos. (México)

Hay diferentes métodos, pero en primer lugar veremos el Método de Tanteo. Para este método nosotros tenemos que observar que en el producto de la reacción química estén todos los compuestos o elementos que estuvieron uniéndose. Ejemplo:

Aluminio más Sulfato de Cobre II produce Cobre más Sulfato de Aluminio (que hecha queda)=

Al + CuSO₄          →     Cu + Al₂(SO₄)₃     (aún no balanceada)

En  segundo  lugar  cada  compuesto o moléculas los separamos cada uno de acuerdo a su elemento  para ver cuántos hay en total.

Elemento	Reactivos	Productos
Al	1	2
Cu	1	1
S	1	3
O	4	12

Se observa que cada elemento tienen una distinta  cantidad de átomos, por lo tanto debemos que buscar un múltiplo de cada una para que pueda quedar una misma cantidad.

Elemento	Reactivos	Productos
Al	1(2)=2	2
Cu	1(3)=3	1(3)=3
S	1(3)=3	3
O	4(3)=12	12

Los cambios que sufrió la ecuación se reflejan más en reacción que en los productos. Se ve que ahora cada cantidad de los elemento son iguales. A los elementos o compuestos que cambiaron con “n” múltiplo, se les colocará como coeficiente al principio.

Entonces la ecuación queda determinada así:

2Al + 3CuSO₄           →         3Cu  +     Al₂(SO₄)₃

MÉTODO ALGEBRAICO

Al igual que en Álgebra, utilizaremos letras y operaciones con una dirección más acertada para descubrir el balanceo correcto de la ecuación.

La ecuación Hidróxido de Sodio más Ácido Sulfúrico produce Sulfato de Sodio más Agua=

NaOH    +      H₂SO_{4       →}          Na₂SO₄   +   H₂O

Como en el método de tanteo, revisamos que hayan entrado y salido los mismos elementos. Después a cada molécula o compuesto que separa cada signo más las vamos a dividir con letras.

NaOH a)

H2SO4 b)

Na2SO4 c)

H2O  d)

ELEMENTO	ECUACIÓN	VALOR	BALANCEAMIENTO
Na	a=2c	a=1 1=2c c=1/2	a=(1)2=2 b=(1/2)2=1 c=(1/2)2=1 d=(1)2=2
O	a+4b=4c+d	1+4(1/2)=4(1/2) +d 3­2=d  d=1
H	a+2b=2d	1+2(1/2)=2d 2=2d d=2/2=1
S	b=c	c=1/2 entonces b=1/2

2NaOH  ­+  H₂SO_{4     →}        Na₂SO₄    +     2H₂O  

En la parte del balanceamiento  hubo letras que tenían cantidades fraccionarias. A esas cantidades las vamos a multiplicar por un número que al dividirlo sea entero. Y a las demás de igual manera las multiplicaremos por ese número.

En el valor de “a” se le dio el uno porque este cantidad en más neutral y ayuda a calcular el valor de las demás de forma más efectiva y rápida.  

Como el “2” fue la cantidad utilizada en  las fracciones y números enteros, vamos a utilizarlo en el compuesto o molécula que le haga falta completar cierta cantidad  para tener el mismo número de elementos.

En la ecuación final (ya balanceada)  vemos que el Sodio tiene 2 tanto en los reactivos como en los productos, el Oxígeno tiene 6 en los reactivos sumándolos al igual que en los productos, y así sucesivamente.

BALANCEO DE ECUACIONES POR EL MÉTODO REDOX

Para realizar este método necesitamos tomar en cuenta los siguientes puntos:

1.    El número de oxidación de un elemento libre es cero (Zn⁰, Al⁰,N₂⁰,O₂⁰, etc.)

2.    El número de oxidación de los metales en los compuestos es igual a su valencia iónica. Por ejemplo: los metales alcalinos tienen un número de oxidación de 1+; los metales alcalinotérreos de 2+, y siempre es positiva, algunos metales tienen valencia única como los que pertenecen a los grupos IA(1), IIA(2), IIIA(3).

3.    El número de oxidación de un ion es igual a su carga.

4.    El número de oxidación de Hidrógeno en la mayoría de los compuestos es de 1+, excepto en los hidruros metálicos, que son compuestos donde el Hidrógeno se une al metal y es en este caso donde el Hidrógeno es 1-.

5.    El número de oxidación del Oxígeno en la mayoría de los compuestos que forman es 2-, excepto en H₂O₂ en donde es 1-.

6.    La suma algebraica de los números de oxidación de todos los átomos de un compuesto es igual a cero.

7.    Para este tipo asunto, es conveniente auxiliarnos en:

OXIDACIÓN (pérdida de electrones)

-7  -6  -5  -4  -3  -2  -1  0  1+  2+  3+  4+  5+  6+  7+

 

                                             REDUCCIÓN (gana electrones)  

La ecuación: ácido nítrico más azufre reaccionan para producir dióxido de nitrógeno más ácido sulfúrico más agua.

*NOTA: EN UNA ECUACIÓN REDOX SI HAY AGUA, SIEMPRE SE TERMINARÁ REALIZANDO EL MÉTODO DE TANTEO.

 

1+

5+

2-

0

4+

2-

1+

6+

2-

1+

2-

H

N

O3

+

S

→

N

O2

+

H2

S

O4

+

H2

O

Veamos cómo la suma de los números de oxidación es igual a 0.

1+5 -6=0

0

+4- 4=0

2+6-8=0

2 – 2= 0

Luego revisamos qué elementos tuvieron diferente número de oxidación.  Estos elementos los acomodaremos en primer lugar los reactivos y en segundo los productos.

                                        (N^{5+     1e-}→   N⁴⁺)     ⁶           REDUJO – ganó e- / Agente Oxidante

                                        R                P

    

                                     S^{0    6e-}→     S⁶⁺                           OXIDO – perdió e- /Agente Reductor

                                            R                   P 

                                                6N^{5+    6e-}→   6N⁴⁺  

                                                              

                                                                    S^{0   6e-} →   S⁶⁺  

Restaremos los números de oxidación del elemento y como anteriormente se vio , las vamos a determinar si se redujo o se oxidó. Ya que el azufre al restarlo quedó 6, como es el mayor, no le hacemos ningún cambio, solamente al nitrógeno que lo vamos a multiplicar por 6. Entonces en la ecuación química donde haya un nitrógeno, vamos a agregar un 6 como coeficiente de un compuesto, elemento o molécula.

6HNO₃   +   S                                 6NO₂   +   H₂SO₄   +   H₂O 

Aún  no se ha terminado de balancear, porque como tiene agua la reacción, nos falta comprobar el método por tanteo.

Reactivos	Elemento	Productos
6	H	4
6	N	6
18	O	17
1	S	1

   

El hidrógeno en los productos le hace  falta 2 para completar. Entonces vamos agregar como coeficiente un 2.

6HNO₃ + S                          6NO₂  +  H₂SO₄  + 2H₂O

En la siguiente tabla comprobaremos si el balanceo ya es correcto.

Reactivos	Elementos	productos
6	H	6
6	N	6
18	O	18
1	S	1

En esta parte sólo consta de observación para saber dónde colocar el coeficiente.

VELOCIDAD DE REACCIÓN

Integrantes del Equipo:

      María de Jesús Cantero García.

      Nora Viridiana Casas Arreola.

      Ma. Del Carmen Marcial Alva.

La velocidad  de reacción se determina al medir la cantidad de un reactivo agotado, o la cantidad de un producto formado, en un determinado tiempo.

CONDICIONES PARA UNA REACCIÓN:

a)    Colisión: los reactivos deben chocar.

b)    Orientación: los reactivos deben alinearse de manera adecuada para romper y formar enlaces.

c)    Energía: la colisión debe proporcionar la energía de activación.

 (Apuntes Científicos, 2011-2012) 

Bibliografía

Apuntes Científicos. (2011-2012). Recuperado el 14 de septiembre de 2016, de Apuntes Científicos: http://apuntescientificos.org/cinetica-quimica-ibq2.html