Ecuación química.

Toda transformación química puede representarse con una ecuación química.   En ella existen dos miembros que constituyen una igualdad.  En el primer miembro, figuran las sustancias que constituyen el sistema original en el segundo miembro, figuran las sustancias que constituyen el sistema después de la transformación.  Las sustancias que constituyen el sistema original, reciben el nombre de reactivos.  Las sustancias que constituyen el  sistema después de la transformación,  reciben el nombre de productos de reacción, en el siguiente dibujo se representa un ejemplo de ecuación química, los reactivos son dos moléculas de hidrogeno H2, donde el hidrogeno actúa con valencia 1 y una molécula de oxigeno O2, donde el oxígeno actúa con valencia 2, en la parte inferior del dibujo, se representa una forma de crear la ecuación quimica, donde cada átomo de oxigeno se une a dos átomos de hidrogeno, sino habría dos moléculas de hidrogeno, un átomo de oxigeno quedaría libre,

 

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La ecuación química tiene no solamente un sentido cualitativo, sino un sentido cuantitativo. Es decir que en la ecuación química, no solamente se expresan cuáles son los productos de reacción obtenidos a partir de ciertos reactivos, sino también cantidades de productos obtenidos a partir de cantidades de reactivos. Es decir que la ecuación química debe ser una igualdad. En ambos miembros deben figurar igual cantidad de átomos de cada clase, aun cuando se encuentran formando sustancias diferentes.

 Supongamos que se desea representar con una ecuación química la síntesis del agua. Los reactivos son las sustancias simples hidrogeno y oxígeno, se forma como producto de reacción , agua, ver dibujo anterior,

Ecuación:           H2        +  O2      ---->   H2O

Esta ecuación así escrita, está incompleta pues no está igualada, es decir en el primer miembro hay: 2 átomos de hidrogeno y dos átomos de oxígeno, en el segundo miembro hay: 2 átomos de hidrogeno y 1 átomo de oxígeno. Para igualar una ecuación química, se afectan las fórmulas de los reactivos y de los productos de reacción de coeficientes numéricos apropiados.

        Ecuación:          2 H2    +   O2       =            2 H2O

Ahora tenemos en el primer miembro, tantos átomos de oxigeno e hidrogeno como en el segundo miembro. Esta ecuación se lee diciendo que: dos moléculas de hidrogeno, reaccionan con una molécula de oxígeno, para producir dos moléculas de agua. Pero como nunca se trabaja en la práctica con moléculas, por ser cantidades de sustancias extraordinariamente pequeñas, la ecuación química tiene también sentido de expresar relaciones entre moles de sustancias.

Por lo tanto, la ecuación anterior puede leerse también diciendo que: dos moles de hidrogeno, reaccionan con un mol de oxígeno, para producir dos moles de agua.

Las ecuaciones químicas se escriben con el siguiente criterio:

1)    A través de la experiencia se conocen cuáles son los reactivos y cuales los productos de reacción.

2)    Se escribe la ecuación química sin igualar.

3)    Se buscan los coeficientes que permiten igualar la ecuación escrita. En ningún caso es licito alterar las fórmulas de reactivos o productos para lograr la igualación. Esto significaría representar otra reacción distinta.

Por ejemplo: si en un recipiente que contiene ácido clorhídrico se coloca una granalla de cinc, se observa que la granalla desaparece y que simultáneamente se desprende gas. Analizando el gas, este resulta ser hidrogeno. Evaporando el líquido, se obtiene un residuo que analizando resulta ser cloruro de cinc.

Reactivos  ---->   Productos

Cl H   + Zn   = Cl2 Zn  + H2

Esta ecuación queda igualada si afectamos a la fórmula del ácido clorhídrico con los coeficientes 2.

2 Cl H   + Zn   = Cl2 Zn  + H2

Esta ecuación puede leerse de cualquiera de las formas siguientes:

a) Dos moléculas de ácido clorhídrico, reaccionan con un átomo de cinc, produciendo una molécula de cloruro de cinc  y una molécula de hidrogeno.

 

b) Dos moles de ácido clorhídrico, reaccionan con un átomo gramo de cinc, produciendo un mol de cloruro de cinc y un mol de hidrógeno.

 

En los ejemplos que hemos analizado, la igualación de la ecuación ha sido inmediata.  En otros casos, hallar los coeficientes apropiados no resulta tan sencillo. Existen varios métodos de igualación de ecuaciones.  El que hemos aplicado lo que se conoce con el nombre de método  de  tanteos.

Apliquémoslo a la igualación de la siguiente ecuación.

 

Reactivos  ---->  Productos

 

Mn O2  + Cl H  ---->   Cl2 Mn + H2 O  + Cl2

 

a)     Como en el primer miembro hay dos átomos de oxígeno, se formaran dos moléculas de agua.

 

Mn O2 + Cl H ---->  Cl2 Mn  + 2 H2 O + Cl2

 

b)    En estas condiciones hay cuatro átomos de hidrogeno en el segundo miembro, lo cual indica que deben reaccionar cuatro moléculas de ácido clorhídrico.

 

Mn O2 + 4Cl H    =     Cl2 Mn  + 2 H2 O + Cl2

 

De esta forma la ecuación ha quedado igualada. Es fácil comprender, que en ecuaciones que representan reacciones con varios reactivos y varios productos productos y de reacción, el método de los tanteos es fatigoso y lento.

En esos casos se aplican otros métodos, entre los cuales detallaremos en el método algebraico.

 

 

 

Eduardo Ghershman, 23.1.2014

Referencias

Reacciones de desplazamiento.

Galileo.

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