- Mètodes de balanceig d'equacions químiques
- Comptar i comparar
- Balanceig algebraic d'equacions químiques
- Balanceig d'equacions redox (mètode ió-electró)
- afegir electrons
- Exemples de balanceig d'equacions químiques
- segon exemple
- tercer exemple
- referències
El balanceig d'equacions químiques implica que tots els elements presents en aquesta equació tenen el mateix nombre d'àtoms a cada costat. Per aconseguir això es fa necessari utilitzar els mètodes de balanceig per assignar els coeficients estequiomètrics adequats a cada espècie present a la reacció.
Una equació química és la representació, mitjançant símbols, del que passa en el transcurs d'una reacció química entre dues o més substàncies. Els reactius interaccionen entre si i, depenent de les condicions de la reacció, s'obtindrà com a producte un o més compostos diferents.
Quan es descriu una equació química s'ha de tenir en compte el següent: en primer lloc s'escriuen les substàncies reactants a la banda esquerra de l'equació, seguides per una fletxa unidireccional o dues fletxes horitzontals oposades, depenent de el tipus de reacció que es dugui a terme.
Mètodes de balanceig d'equacions químiques
Es basa en l'estequiometria de la reacció i es tracta d'intentar amb diferents coeficients per tal d'equilibrar l'equació, sempre que s'escullin els números sencers més petits possibles amb els que s'obtingui el mateix nombre d'àtoms de cada element a banda i banda de la reacció.
El coeficient d'un reactant o producte és el número que precedeix la seva fórmula, i és l'únic nombre que pot ser canviat quan es realitza el balanceig d'una equació, ja que si es canvien els subíndexs de les fórmules s'estaria canviant la identitat de l'compost en qüestió.
Comptar i comparar
Després d'haver identificat cada element de la reacció i col·locar-lo de la banda correcte, es procedeix a comptar i comparar el nombre d'àtoms de cada element present en l'equació i determinar aquells que han de ser balancejats.
Després, es continua amb el balanceig de cada element (un alhora), a l'col·locar coeficients sencers precedint cada fórmula que contingui elements sense balancejar. Normalment es balancegen en primer lloc els elements metàl·lics, després els no metàl·lics i finalment els àtoms d'oxigen i hidrogen.
D'aquesta manera, cada coeficient multiplica tots els àtoms de la fórmula que precedeix; així que mentre es balanceja un element els altres poden desbalancearse, però això es va corregint a mesura que s'equilibra la reacció.
Finalment, es corrobora mitjançant un últim recompte que tota l'equació estigui correctament equilibrada, és a dir, que obeeixi la llei de conservació de la matèria.
Balanceig algebraic d'equacions químiques
Per utilitzar aquest mètode s'estableix un procediment per tractar els coeficients de les equacions químiques com incògnites de sistema que han de ser resoltes.
En primer lloc es pren com a referència un element específic de la reacció i es col·loquen els coeficients com lletres (a, b, c, d…), que representen les incògnites, d'acord amb els àtoms existents d'aquest element en cada molècula (si una espècie no conté aquest element es col·loca "0").
Després d'obtenir aquesta primera equació es determinen les equacions per als altres elements presents en la reacció; hi haurà tantes equacions com a elements hi hagi en aquesta reacció.
Finalment, es determinen les incògnites per un dels mètodes algebraics de reducció, igualació o substitució i s'obtenen els coeficients que donen com a resultat l'equació correctament balancejada.
Balanceig d'equacions redox (mètode ió-electró)
Primer es col·loca la reacció general (desbalanceada) en la seva forma iònica. Després es divideix aquesta equació en dos semireaccions, la d'oxidació i la de reducció, balancejant cadascuna d'acord a el nombre d'àtoms, el seu tipus i les càrregues d'aquests.
Per exemple, per a les reaccions que es donen en medi àcid, s'agreguen molècules d'H 2 O per equilibrar els àtoms d'oxigen i s'afegeix H + per balancejar els àtoms d'hidrogen.
En canvi, en medi alcalí s'afegeix un nombre igual d'ions OH - en els dos costats de l'equació per cada ió H +, i on sorgeixin ions H + i OH - s'uneixen per formar molècules d'H 2 O.
afegir electrons
Després s'han d'agregar tants electrons com siguin necessaris per a balancejar les càrregues, després d'equilibrar la matèria en cada semireacció.
Posteriorment a l'balanceig de cada semireacció, aquestes es sumen i es culmina balancejant l'equació final per tempteig. En cas que es presenti una diferència en el nombre d'electrons de les dues semireaccions, s'ha de multiplicar una o ambdues per un coeficient que iguali aquest número.
Finalment, ha de corroborar que l'equació comprèn la mateixa quantitat d'àtoms i el mateix tipus d'aquests, a més de posseir les mateixes càrregues en els dos costats de l'equació global.
Exemples de balanceig d'equacions químiques
Font: wikimedia.org. Autor: Ephert.
Aquesta és una animació d'una equació química equilibrada. El pentòxid de fòsfor i l'aigua es converteixen en àcid fosfòric.
P4O10 +6 H2O → 4 H3PO4 (-177 kJ).
segon exemple
Es té la reacció de combustió de l'età (desbalanceada).
C 2 H 6 + O 2 → CO 2 + H 2 O
Utilitzant el mètode de tempteig per balancejar, s'observa que cap dels elements posseeix el mateix nombre d'àtoms en els dos costats de l'equació. Així, es comença pel balanceig de l'carboni, afegint un dos com a coeficient estequiomètric que l'acompanyi de la banda dels productes.
C 2 H 6 + O 2 → 2CO 2 + H 2 O
S'ha balancejat el carboni a banda i banda, pel que es procedeix a equilibrar l'hidrogen afegint un tres a la molècula d'aigua.
C 2 H 6 + O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O
Finalment, com en el costat dret de l'equació es tenen 7 àtoms d'oxigen i és l'últim element que falta per balancejar, es col·loca el nombre fraccionari 7/2 davant de la molècula d'oxigen (encara que generalment es prefereixen coeficients sencers).
C 2 H 6 + 7 / 2O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O
Després es verifica que en cada costat de l'equació ha el mateix nombre d'àtoms de carboni (2), hidrogen (6) i oxigen (7).
tercer exemple
Es presenta l'oxidació de l'ferro per ions dicromat en medi àcid (desbalanceada i en la seva forma iònica).
Fe 2+ + Cr 2 O 7 2- → Fe 3+ + Cr 3+
Emprant el mètode ió-electró per a la seva balanceig, es divideix en dos semireaccions.
Oxidació: Fe 2+ → Fe 3+
Reducció: Cr 2 O 7 2- → Cr 3+
Com els àtoms de ferro ja es troben balancejats (1: 1), s'agrega un electró a la banda dels productes per equilibrar la càrrega.
Fe 2+ → Fe 3+ + i -
Ara es balancegen els àtoms de Cr, afegint-li un dos de la part dreta de l'equació. Després, a l'donar-se la reacció en medi àcid, s'afegeixen set molècules d'H 2 O al costat dels productes per equilibrar els àtoms d'oxigen.
Cr 2 O 7 2- → 2Cr 3+ + 7H 2 O
Per equilibrar els àtoms d'H s'afegeixen catorze ions H + al costat dels reactants i, després d'igualar la matèria, es balancegen les càrregues mitjançant l'addició de sis electrons en el mateix costat.
Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e - → 2Cr 3+ + 7H 2 O
Finalment, se sumen les dues semireaccions, però com en la reacció d'oxidació hi ha només un electró, s'ha de multiplicar tota aquesta per sis.
6Fe 2+ + Cr 2 O 7 2+ 14H + + 6e - → Fe 3+ + 2Cr 3+ + 7H 2 O + 6e -
Finalment, s'han d'eliminar els electrons a banda i banda de l'equació iònica global, verificar que la seva càrrega i matèria està balancejada correctament.
referències
- Chang, R. (2007). Chemistry. (9a ed). McGraw-Hill.
- Hein, M., i Sorra, S. (2010). Foundations of College Chemistry, Alternate. Recuperat de books.google.co.ve
- Tuli, GD, i Soni, PL (2016). The Language of Chemistry or Chemical Equations. Recuperat de books.google.co.ve
- Speedy Publishing. (2015). Chemistry Equations and Answers (Speedy Study Guides). Recuperat de books.google.co.ve