BALANCEO DE REACCIONES QUIMICAS

 Balanceo químico:

 Es la operación que permite representar en una ecuación en número exacto de

átomos, moléculas o moles que participan en una reacción, ya sea como reactantes o productos. Es

muy importante identificar los dos tipos de números que existen en una ecuación química: grandes,

llamados coeficientes y enteros; y pequeños, llamados subíndices.

El coeficiente es el número que va situado por delante de todos los símbolos de la fórmula e indica la

cantidad de moléculas de la sustancia. Cuando no aparece un coeficiente en la fórmula, se asume que

es uno (1), el cual no se escribe, lo que también se aplica para el subíndice. Cuando el coeficiente se

multiplica por el subíndice resulta el total de átomos del elemento químico que lo lleva en la fórmula,

esto significa que el coeficiente afecta a todos los subíndices de una fórmula.

Método por tanteo

Tanteo o simple inspección es un método de balanceo que consiste en igualar el número de átomos

de cada uno de los reactantes y de los productos mediante tentativa o error.

El método funciona para reacciones sencillas. Se recomienda balancear primero los átomos diferentes

a oxígeno e hidrógeno. Las fórmulas de las sustancias no se deben separar ni alterar en sus subíndices

y los coeficientes se multiplican por los respectivos subíndices. Será más fácil si lo aprendemos paso a

paso con el siguiente ejemplo.

Pasos a seguir:

Paso 1: ¿está balanceada la ecuación? Para saberlo, cuenta los átomos de cada elemento a ambos

lados de la ecuación.

N2 + O2 → NO2

Reactantes Productos

N = 2 N = 1

O = 2 O = 2

Paso 2: como no está balanceada, se debe ajustar. Prueba distintos números como coeficientes

estequiométricos. Para ajustar el nitrógeno, coloca un 2 antes del NO2, así quedarán 2 N a ambos lados

de la ecuación.

N2 + O2 → 2NO2

Paso 3: ahora, ajusta el oxígeno. Como hay 2 O en los reactantes y 4 en los productos, coloca un 2

antes del O2 y quedará balanceada.

N2 + 2O2 → 2NO2

Paso 4: comprueba si la ecuación está balanceada:

N2 + 2O2 → 2NO2

Reactantes Productos

N = 2 N = 2

O = 2x2 = 4 O = 2x2 = 4

Ahora que se cumple la igualdad de átomos de cada elemento participante de la reacción a cada

lado de la ecuación, podemos decir que la ecuación está balanceada.

El dominio del método de tanteo o simple inspección se adquiere con la práctica y es importante

tomar en cuenta lo siguiente:

• Si el coeficiente es 1, no se escribe.

• Algunos elementos no existen de forma monoatómica y, por tanto, forman moléculas

elementales biatómicas como H2, O2, F2, Cl2 Br2, I2, N2.

• Debe procurarse que los coeficientes estequiométricos de la ecuación balanceada sean números

enteros positivos del menor valor posible.

• Para reducir los coeficientes fraccionarios, se multiplica el denominador de tales coeficientes por

numeradores de los otros coeficientes, incluyendo enteros y fraccionarios, y luego se simplifica.

Ejemplo

Antes de balancear la ecuación:

KClO3(s) → KCl(s) + O2(g)

Reactantes Productos

K = 1 K = 1

Cl = 1 Cl = 1

O = 3 O = 2

Después de ser balanceada la ecuación:

2KClO3(s) → 2KCl(s) + 3O2(g)

Reactantes Productos

K = 2 K = 2

Cl = 2 Cl = 2

O = 2x3 = 6 O = 3x2 = 6

3. Método algebraico

Es un método matemático que consiste en asignar incógnitas a cada una de las especies de una

ecuación química. Se establecen ecuaciones en función de los átomos y, al despejar dichas

incógnitas, se determinan los coeficientes buscados. Nuevamente, será más fácil con ejemplos.

Veamos el primero:

Fe + O2 → Fe2O3

Paso 1: asigna una incógnita (puedes empezar con a) sobre las especies de las ecuaciones.

Fe = a

O2 = b

Fe2O3 = c

Paso 2: multiplica la cantidad de átomos de cada elemento por la incógnita asignada, y establece las

ecuaciones.

Para Fe: a = 2c Ecuación 1

Para O: 2b = 3c Ecuación 2

Paso 3: asigna un valor al literal que aparece en la mayoría de las ecuaciones.

c = 1

Paso 4: sustituye ese valor en las otras ecuaciones, empezando por la más sencilla. Con este

proceso se determinarán los valores de los otros literales.

Ecuación 1: a = 2(1); a = 2

Ecuación 2: 2b = 3(1); b = 3/2

a = 2; b = 3/2 y c = 1

Paso 5: si algunos de los valores de los literales son números fraccionarios, se multiplican todos por

un número entero, ya que los coeficientes son números enteros positivos.

a = 2 x 2= 4; b = 3/2 x 2 = 3; c = 1 x 2 = 2

Paso 6: coloca los valores obtenidos en la ecuación química.

4Fe + 3O2 → 2Fe2O3

Ejemplo 2

C6H12O6 + O2 → CO2 + H2O

Paso 1: asigna una incógnita sobre las especies de las ecuaciones.

C6H12O6 = a

O2 = b

CO2 = c

H2O = d

Paso 2: multiplica la cantidad de átomos de cada elemento por la incógnita asignada para establecer

las ecuaciones.

Para C: 6 a = c Ecuación 1

Para H: 12 a = 2 d Ecuación 2

Para O: 6a + 2b = 2c + d Ecuación 3

Paso 3: asigna un valor al literal que aparece en la mayoría de las ecuaciones.

a = 1

Paso 4: sustituye ese valor en las otras ecuaciones, empezando por la más sencilla. Con este

proceso se determinarán los valores de los otros literales.

Ecuación 1 6 (1) = c; c = 6

Ecuación 2 12 (1) = 2 d; 12/2 = d; d = 6

Ecuación 3 6 (1) + 2b = 2c + d; 6 + 2b = 2(6) + 6; 2b= 12+6-6; b = 12/2; b = 6

a = 1; b = 6; c = 6; d = 6

Paso 5: coloca los valores obtenidos en la ecuación química, recuerda que el coeficiente 1 no se

coloca.

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O

4. Reacciones de oxidación-reducción o reacciones redox

Se consideran como reacciones de transferencia de electrones. Las reacciones de oxidación-

reducción forman una parte importante del mundo que nos rodea, comprenden desde la combustión

de combustibles fósiles hasta la acción de los blanqueadores domésticos. Asimismo, la mayoría de los

elementos metálicos y no metálicos se obtienen a partir de sus minerales por procesos de oxidación

o de reducción.

Muchas reacciones redox importantes se llevan a cabo en agua, pero esto no implica que todas las

reacciones redox sucedan en medio acuoso. Considera la formación del óxido de magnesio (MgO) a

partir del magnesio y el oxígeno.

2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s)

El óxido de magnesio (MgO) es un compuesto iónico formado por iones Mg2+ y O2-

. En esta reacción,

2 átomos de Mg ceden o transfieren 4 electrones a 2 átomos de O (en el O2).

Por conveniencia, este proceso se visualiza en dos etapas, una implica la pérdida de 4 electrones de

parte de los 2 átomos de Mg, y la otra, la ganancia de los 4 electrones por una molécula de O2:

2Mg → 2Mg2+ + 4e-

O2 + 4e- → 2O2-

Cada una de estas etapas se denomina semirreacción, y explícitamente muestra los electrones

transferidos en la reacción redox. La suma de las semirreacciones produce la reacción global:

2Mg + O2 + 4e- → 2Mg2+ + 2O2- + 4e-

O si se cancelan los electrones que aparecen en ambos lados de la ecuación:

2Mg + O2 + → 2Mg2+ + 2O2-

Por último, los iones Mg2+ y O2- se combinan para formar MgO:

2Mg2+ + 2O2- → 2MgO

El término reacción de oxidación se refiere a la semirreacción que implica la pérdida de electrones.

Una reacción de reducción es una semirreacción que implica una ganancia de electrones.

5. Método de óxido-reducción (redox)

Este método se basa en la formulación matemática de las semirreacciones químicas, las cuales

describen los cambios en el estado de oxidación que experimenta cada componente en la reacción

química. Este método es aplicable en las reacciones oxidación-reducción.

Las reacciones redox se pueden dividir en las semirreacciones de reducción y oxidación. Las

semirreacciones ayudan a la visualización de la transferencia de electrones y facilitan el balanceo.

Ejemplo 1

Al(s) + CuSO4(ac) → Al2(SO4)3(ac) + Cu(s)

Observa que la especie SO4

2+ está en ambos lados de la ecuación y no sufre ningún cambio, por lo que

la ecuación se puede simplificar a:

Al(s)+Cu2+(ac) → Al3+(ac)+Cu(s)

Paso 1: escribe los estados de oxidación de cada elemento de los reactantes y de los productos.

Al0

(s) + Cu2+(ac) → Al3+(ac) + Cu0

Los átomos parecen estar balanceados: se tiene 1 átomo de Al y 1 átomo de Cu a cada lado de la

flecha. Sin embargo, si se suman las cargas del lado de los reactivos se obtiene una carga de 2+, que

no es igual a la carga de 3+ del lado de los productos. Se debe asegurar que tanto los átomos como

las cargas estén balanceadas.

Paso 2: escribe las semirreacciones para los elementos que han cambiado.

La semirreacción de reducción muestra los reactivos y los productos que participan en la reducción.

Dado que Cu2+ está siendo reducido a Cu(s), se puede comenzar escribiendo lo siguiente:

Cu2+(ac)→ Cu(s)

Sin embargo, esta no es la semirreacción correcta, puesto que las cargas no están balanceadas. Hay

una carga neta de 2+ del lado de los reactivos y 0 del lado de los productos. Para balancear las cargas

se incluyen los electrones que están siendo transferidos:

Cu2+(ac) + 2e−→ Cu(s) Semirreacción de reducción

La semirreacción de oxidación muestra los reactivos y productos que participan en la oxidación. Esta

reacción incluye la oxidación de Al(s) a Al3+ y se incluye en los productos tres electrones para balancear

las cargas, obteniendo la siguiente semirreacción:

Al(s) → Al3+(ac) + 3e− Semirreacción de oxidación

La semirreacción de oxidación nos dice que cada átomo de Al(s) está perdiendo 3e− para formar Al3+.

Paso 3: balancear la pérdida y ganancia de electrones.

Los electrones se deben cancelar en la ecuación general, es decir que cada electrón liberado en la

semirreacción de oxidación se debe utilizar en la semirreacción de reducción. Eso significa que el

número de electrones que se transfiere en cada semirreacción debe ser igual.

Se puede multiplicar la semirreacción de reducción por 3 y multiplicar la semirreacción de oxidación

por 2 para que ambas reacciones resulten en la transferencia de 6 electrones:

3 x [Cu2+(ac) + 2e− → Cu(s)] Semirreacción de reducción

2 x [Al(s) → Al3+(ac) + 3e−] Semirreacción de oxidación

Paso 4: sumar las semirreacciones

3cu(ac) 2+ + 6e- → 3cu(s) Semirreacción de reducción

2al(s) → 2Al(ac) 3+ + 6e- Semirreacción de oxidación

3cu(ac) 2+ + 2Al(s) → 3Cu(s) + 2al(ac) 3+ Ecuación general balanceada

Finalmente, se balancea la ecuación general:

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

Balanceo de un fenómeno de neutralización

A continuación analizaremos el balanceo de una ecuación química un poco más compleja, en este caso una que representa un fenómeno de neutralización, es decir, reacciona un ácido y una base, para formar una sal y agua.

• Observar que la ecuación química esté completa y bien escrita.
• Contar el número de elementos existentes en dicha ecuación del lado de los reactivos y después los correspondientes a los productos, empezando por: metales, no metales, dejando para el final al oxígeno e hidrógeno.
• Al hacer el conteo de cada lado, se recomienda indicar con coeficientes la igualación de la cantidad de átomos de los elementos que intervienen en la representación de una reacción química

• Por qué una ecuación química debe estar balanceada

  Una ecuación química debe estar balanceada para ser correcta, de otra forma no presenta lo que sucede en la realidad.

  Por ejemplo, el óxido de azufre SO₃ da lugar al dióxido de azufre SO₂ y al oxígeno molecular O₂, como se muestra en la figura abajo:

• 
• 
  



Del lado izquierdo de la flecha se muestran los reactantes, tres átomos de oxígeno y un átomo de azufre. Del lado derecho de los productos hay cuatro átomos de oxígeno y uno de azufre. Esta ecuación no está balanceada pues tenemos un exceso de un oxígeno en los productos que va en contra de las leyes de la química y la física.

¿Cómo resolvemos este desequilibrio? Para balancear la ecuación química nos valemos de los coeficientes, unos números que colocamos delante de la fórmula química que nos indican cuantas moléculas participan en la reacción. El coeficiente delante de una fórmula multiplica al subíndice de cada átomo.

Por ejemplo, si colocamos un 2 delante del SO₃ significa que son dos moléculas de óxido de azufre que están reaccionando entre sí. También significa que hay 2 átomos de azufre y 6 átomos (2x3) de oxígeno.

Un 2 delante del SO₂ nos indica que se forman dos moléculas de dióxido de azufre, con 2 átomos de S y 6 átomos de O. Ahora tenemos la ecuación balanceada: