Ajuste de reacciones químicas

Ajustar o balancear una ecuación química consiste en colocar coeficientes estequiométricos para que el número de átomos de cada elemento sea igual en reactivos y productos. No se cambian subíndices: solo se añaden coeficientes.

Ecuación química y coeficientes

Una ecuación química representa una reacción de forma simbólica:

• A y B son reactivos.
• C y D son productos.
• \(a\), \(b\), \(c\) y \(d\) son coeficientes estequiométricos.

Los coeficientes indican proporciones de partículas, moles y masas. Ejemplo: en \(2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O\), reaccionan 2 moléculas o 2 moles de \(H_2\) por cada 1 de \(O_2\).

Métodos de ajuste

1. Método de tanteo

Es el más rápido en ecuaciones sencillas.

1. Escribe la ecuación sin ajustar.
2. Cuenta los átomos de cada elemento.
3. Ajusta primero el elemento que aparezca en menos compuestos.
4. Deja H y O para el final cuando sea posible.
5. Comprueba y simplifica.

2. Método algebraico

Se usa en ecuaciones más complejas.

1. Asigna letras a los coeficientes.
2. Plantea una ecuación por cada elemento.
3. Resuelve el sistema.
4. Expresa el resultado con enteros mínimos.

Tipos de reacciones con ejemplos

• Síntesis: \(A + B \rightarrow AB\).

Ejemplo: \(2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O\).

• Descomposición: \(AB \rightarrow A + B\).

Ejemplo: \(2H_2O \rightarrow 2H_2 + O_2\).

• Sustitución simple: \(A + BC \rightarrow AC + B\).

Ejemplo: \(Zn + CuSO_4 \rightarrow ZnSO_4 + Cu\).

• Doble sustitución: \(AB + CD \rightarrow AD + CB\).

Ejemplo: \(AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl + NaNO_3\).

• Combustión: hidrocarburo + oxígeno \(\rightarrow CO_2 + H_2O\).

Ejemplo: \(C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O\).

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1. Formación de óxido de aluminio

Ecuación sin ajustar: \(Al + O_2 \rightarrow Al_2O_3\)

1. Igualamos primero el oxígeno: mínimo común entre 2 y 3 es 6.


2. Colocamos \(3O_2\) y \(2Al_2O_3\).


3. Ajustamos el aluminio con 4 delante de \(Al\).

Resultado: \(4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3\)

Ejemplo 2. Combustión del metano

Ecuación sin ajustar: \(CH_4 + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O\)

1. El carbono ya está ajustado.


2. Para 4 H en reactivos, ponemos \(2H_2O\).


3. En productos hay 4 O, así que ponemos \(2O_2\).

Resultado: \(CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O\)

Ejemplo 3. Sustitución simple

Ecuación sin ajustar: \(Fe + HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2\)

1. El hierro ya está ajustado.


2. En el producto hay 2 átomos de cloro, así que ponemos \(2HCl\).


3. El hidrógeno queda ajustado como \(H_2\).

Resultado: \(Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2\)

Ejemplo 4. Descomposición del clorato de potasio

Ecuación sin ajustar: \(KClO_3 \rightarrow KCl + O_2\)

1. El oxígeno aparece como 3 en reactivos y 2 en productos.


2. Tomamos 6 como mínimo común múltiplo.


3. Colocamos \(2KClO_3\), \(2KCl\) y \(3O_2\).

Resultado: \(2KClO_3 \rightarrow 2KCl + 3O_2\)

Ejemplo 5. Ajuste por método algebraico

Ecuación sin ajustar: \(Fe + O_2 \rightarrow Fe_2O_3\)

1. Asignamos coeficientes: \(aFe + bO_2 \rightarrow cFe_2O_3\).


2. Balance de Fe: \(a = 2c\).


3. Balance de O: \(2b = 3c\).


4. Si \(c = 2\), entonces \(a = 4\) y \(b = 3\).

Resultado: \(4Fe + 3O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3\)

Ejemplo 6. Formación de amoníaco

Ecuación sin ajustar: \(N_2 + H_2 \rightarrow NH_3\)

1. El nitrógeno obliga a poner \(2NH_3\) en productos.


2. Ahora hay 6 H en productos, así que ponemos \(3H_2\).

Resultado: \(N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3\)

Caso especial: coeficientes fraccionarios

Si aparece una fracción, se multiplica toda la ecuación por el denominador para obtener enteros. Los coeficientes finales deben ser los menores posibles.