sábado, 17 de abril de 2010

EJERCICIOS DE BALANCEO DE ECUACIONES QUIMICAS POR EL METODO ANALITICO O ALGEBRAICO

HOLA CHICOS:

CONTINUANDO CON LO QUE ES LA ESTEQUIOMETRIA, TENEMOS QUE ANALIZAR SI NUESTRAS REACCIONES QUE NOS INDICAN QUE REACTIVOS FUERON UTILIZADOS PARA OBTENER TAL PRODUCTO ESTEN BALANCEADAS, ES DECIR, TENEMOS QUE CUMPLIR CON LA LEY DE LA CONSERVACION DE LA MATERIA (ENUNCIADA POR EL QUE ES CONSIDERADO PADRE DE LA QUIMICA MODERNA: ANTONIO LAVOISIER), EXISTEN VARIOS METODOS PARA BALANCEAR ECUACIONES QUIMICAS, TENEMOS EL METODO DEL TANTEO, DEL MINIMO COMUN MULTIPLO, EL METODO ANALITICO, Y AQUELLOS EN DONDE LOS ELEMENTOS CAMBIAN SU NUMERO DE OXIDACION (VALENCIA) QUE SON EL METODO REDOX Y DE ION ELECTRON O SEMIRREACCION EN MEDIO ACIDO O BASICO.

EL METODO DEL TANTEO LO HEMOS VISTO Y SIMPLEMENTE ES IR COLOCANDO COEFICIENTES EN LOS COMPUESTOS HASTA ENCONTRAR LOS INDICADOS QUE NOS BALANCEEN LA ECUACION, POR ESO ES CONOCIDO TAMBIEN COMO "PRUEBA Y ERROR", EL METODO QUE ANALIZAREMOS ES EL ANALITICO O ALGEBRAICO.

EL METODO ALGEBRAICO CONSISTE EN IDENTIFICAR LOS COMPUESTOS QUE INTERVIENEN EN LA REACCION QUIMICA CON LITERALES, Y FORMAR UN SISTEMA DE ECUACIONES DE ACUERDO A LOS ELEMENTOS QUE ESTEN PRESENTES EN CADA LITERAL, COMO RECORDAMOS, LA FLECHA DE REACCION QUE EN QUIMICA SE LEE "PRODUCE" ES EL EQUIVALENTE AL SIGNO "IGUAL" (=) PARA ELABORAR NUESTRAS ECUACIONES, CON ESTE SISTEMA DE ECUACIONES REALIZAMOS DESPEJES DE TAL MANERA QUE OBTENGAMOS EL VALOR DE CADA VARIABLE Y LO COLOCAMOS EN CADA TERMINO PARA BALANCEAR NUESTRA ECUACION, ¿ SE OYE COMPLICADO? EN REALIDAD NO LO ES, PARA QUE NOS QUEDE CLARO, OBSERVEMOS EL SIGUIENTE EJEMPLO:

BALANCEAR POR EL METODO ANALITICO:

H2SO4 + Ca3(PO4 )2 -------> CaSO4 + H3PO4

1er paso: Identificamos cada término con una literal

H2SO4 + Ca3(PO4 )2 -------> CaSO4 + H3PO4
'A..................B.........................C..............D

2do paso: identificamos cada elemento que interviene en la reaccion y observamos cuantas veces se repiten en cada variable, explicamos el hidrógeno y la misma técnica la utilizamos con el resto de los elementos:
el hidrógeno lo tenemos 2 veces en el termino A (el subindice 2 me afecta solo al Hidrógeno), colocamos "2A" vemos que en el término "B" no hay hidrógenos, colocamos el signo igual y vemos que tampoco hay hidrógenos en el término C, pero en D tenemos 3 hidrógenos por lo que colocamos 3D

H: 2A = 3D
S: A = C
O: 4A + 8B = 4C + 4D
Ca: 3B = C
P: 2B = D

Con estas ecuaciones vamos a empezar el despeje, para encontrar la relacion entre todas las variables, vamos a proponer un valor arbitrario a alguna de las variables (generalmente se recomienda utilizar aquella que se repita mas en las ecuaciones).
empezaremos dandole un valor a la literal C = 3, (escogí la literal C porque se repite en 3 ecuaciones, y le di el valor de 3, porque al utilizarla en la ecuacion 3B = C, el coeficiente de B es 3, y al despejar se me facilitará el despeje (desgraciadamente para los principiantes, este artilugio sólo nos lo da la experiencia).

C = 3, utilizamos la ecuacion 3B = C

3B = 3; si despejamos B, nos queda B = 3/3 = 1 siempre les recomiendo a mis estudiantes colocar en su lado derecho las variables y cada vez que despejen una variable coloquen el valor:
conocemos el valor de B y C, ahora utilizamos una ecuacion en donde
con B o C, tengamos otra literal involucrada, vemos que la ecuación
que nos va a ayudar es la 2B = D, sustituimos, 2(1)=D, D= 2
indiqué el valor de D en rojo para mostrar que lo anoté después del despeje, solo nos resta el valor de A, para encontrarlo, simplemente utilizo cualquier ecuación que tenga esta variable, ya que tengo despejadas las otras 3 variables.
utilizo la mas sencilla, 2A = 3D, sustituyo, 2A = 3(2) y obtengo 2A = 6, despejo A= 6/2 = 3
el valor de A= 3 (lo indico en color verde porque solo hasta el despeje lo coloco en mis valores.

A= 3
B=1
C=3
D= 2
EN CASO DE QUE LOS VALORES OBTENIDOS SEAN FRACCIONES, ELIMINO ESTAS FRACCIONES MULTIPLICANDO TODAS LAS VARIABLES POR EL DENOMINADOR O LOS DENOMINADORES QUE SE OBTENGAN.
con los valores obtenidos, sustituyo los coeficientes.

3 H2SO4 + 1 Ca3(PO4 )2 -------> 3 CaSO4 + 2 H3PO4

Matemáticamente hablando, "cualquier cantidad multiplicada por la unidad me arroja como resultado la misma cantidad" por lo que no es necesario colocar el coeficiente cuando tenga el valor de 1.

coloco los elementos participantes en la reacción justo abajo de la flecha de reacción y compruebo que la ecuación esté balanceada
3 H2SO4 + Ca3(PO4 )2 -------> 3 CaSO4 + 2 H3PO4
.......................................6 - H - 6
.......................................3 - S - 3
....................................20 - O - 20
.....................................3 - Ca - 3
.....................................2 - P - 2 LA ECUACION ESTA BALANCEADA

LOS EJERCICIOS A RESOLVER SON:

KOH + Cl2 -----> ClK + KClO3 + H2O
K2Cr2O7 + HCl -----> KCl + CrCl3 + Cl2 + H2O
I2 + HNO3 ---------> HIO3 + NO + H2O

SUERTE!!!!!

14 comentarios:

  1. Estan faciles los ejercicios q dejaste a resolver. Pon unos q en verdad tengan dificultad

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    1. Si estan tan faciles para que los resuelves ??

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  2. Que paso ingeniero!!! Con esas faltas de acentuación. Estará de acuerdo en que, una letra por ser mayúscula no quiere decir que no se debe acentuar; el que antes no acentuaran las mayúsculas era porque la imprenta no tenía el esapcio suficiente, solo para la acentuación de una minúscula.

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  3. EFECTIVAMENTE GENIO, TE OFREZCO UNA DISCULPA, LO QUE PASA ES QUE A MI ME TOCÓ LA ACENTUACIÓN SÓLO EN MINÚSCULAS, DEFECTO QUE VENGO ARRASTRANDO DESDE QUE SE HIZO LA MODIFICACION A LA REDACCIÓN CON MAYUSCULAS Y QUE PIDE QUE SE ACENTÚE, REALMENTE ES UN ERROR QUE TRAIGO POR COSTUMBRE, PERO CON COMENTARIOS TAN ENRIQUECEDORES COMO EL TUYO, LOGRAREMOS SUPERAR ESTE PROBLEMA, Y DE ACUERDO CONTIGO DE QUE LOS EJERCICIOS ESTÁN FÁCILES, PERO MIS ALUMNOS SON DE NIVEL SECUNDARIA, TE APUESTO A QUE TÚ NO TIENES 14 AÑOS COMO ELLOS Y QUE A ESA EDAD NO ALCANZABAS A VER ESTOS PROBLEMAS EN TU TEMARIO, DE TODAS MANERAS MUCHISIMAS GRACIAS Y ESPERO TUS COMENTARIOS

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  4. Tiene razón, no tengo 14 años.
    Pero cuando tenía 14 años si me dieron el tema de estequiometría, por ende, vi los problemas que usted les esta enseñando a los chavos de secundaria y por eso me atrevi a hacer el comentario.

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  5. Gracias Don Jaime. Excelente su enseñanza y sus respuestas. Un gusto!!

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  6. porq me da 20 con el oxigeno y no lo colcamso arriba en las otras reacciones el 20 al oxigeno porq esto modificarai todo }

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  7. alguiem me puede decir como queda el primer ejercicio a resolver

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  8. una exelente presentacion y un gran trabajo solo una pregunta puedo??

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  9. Hola, Ing. Quim. Jaime.
    Mi duda es... ¿Por qué mi profesor de química nos dijo que siempre tomáramos la variable "a" y le diéramos el valor arbitrario de "2"? Cosa que usted no menciona y da otra manera de asignar el valor arbitrario. Mi profe nos dijo que "a" siempre valdrá "2", salvo en algunas ocasiones especiales, las cuáles, supuestamente no pondrá en nuestra evaluación.
    De antemano las gracias y disculpe las molestias causadas.
    Saludos.

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  10. tengo una duda en el caso que fuese la siguiente
    Fe+Cr2O7+H--------->Fe+Cr+H2O
    A B C ?

    La segunda Fe seria A o D?

    Saludos

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