Química · 4.º año
Balanceo de ecuaciones: los átomos no se pierden
Cuando prendés la hornalla, el gas se quema y aparecen dióxido de carbono y vapor de agua. Parece magia, pero no se creó ni se perdió ningún átomo: solo cambiaron de compañeros. Balancear una ecuación es contar átomos para que la cuenta cierre de los dos lados. En esta clase lo vas a hacer con una balanza de átomos.
Nada se pierde: la conservación de la masa
A fines del siglo XVIII, Antoine Lavoisier pesó con mucho cuidado las sustancias antes y después de distintas reacciones en recipientes cerrados y comprobó que la masa total no cambia. La explicación: en una reacción química los átomos se reorganizan, pero no aparecen ni desaparecen. Por eso suele resumirse con la frase «nada se pierde, todo se transforma».
Una ecuación química describe la reacción: a la izquierda, los reactivos; a la derecha, los productos. Para que respete la ley, tiene que haber la misma cantidad de átomos de cada elemento de los dos lados. Eso es una ecuación balanceada.
Coeficientes y subíndices: qué se puede tocar
3H2O
coeficiente cuántas moléculas hay. Es lo único que se cambia para balancear.
subíndice cuántos átomos de ese elemento tiene cada molécula. Es parte de la identidad de la sustancia: nunca se toca.
Para contar: coeficiente × subíndice. En 3 H₂O hay 3 × 2 = 6 H y 3 × 1 = 3 O.
Si cambiás el subíndice para «arreglar» la cuenta, cambiás la sustancia: el agua oxigenada no es agua.
El método del tanteo, paso a paso
El método más usado en la escuela es el tanteo: probar coeficientes con orden, llevando la cuenta de los átomos. Un orden que suele funcionar: primero los metales, después los no metales distintos del H y del O, luego el hidrógeno y al final el oxígeno.
Ejemplo resuelto
La hornalla: CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O
- Cuento átomos. Izquierda: 1 C, 4 H, 2 O. Derecha: 1 C, 2 H, 3 O. El carbono ya está bien.
- Ajusto el hidrógeno. Hay 4 H a la izquierda y 2 a la derecha: pongo un 2 delante del H₂O. Ahora a la derecha hay 4 H.
- Ajusto el oxígeno al final. A la derecha hay 2 O (en CO₂) + 2 O (en 2 H₂O) = 4 O. A la izquierda tengo O₂: pongo un 2 delante del O₂ (2 × 2 = 4).
- Verifico. CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O: 1 C, 4 H y 4 O de cada lado. ¡Balanceada!
Laboratorio: la balanza de átomos
Elegí una reacción y cambiá los coeficientes con los botones. La tabla cuenta los átomos de cada lado y la balanza se equilibra cuando todo coincide. Buscá los coeficientes más chicos posibles.
Para resolver en papel: balanceá estas ecuaciones. a) H₂ + O₂ → H₂O · b) N₂ + H₂ → NH₃ · c) Na + Cl₂ → NaCl · d) Fe + O₂ → Fe₂O₃ · e) C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O (las respuestas están en el solucionario).
Trampas frecuentes
Cambiar subíndices
Es el error más grave: cambia la sustancia. Solo se tocan los coeficientes.
Contar mal
El coeficiente multiplica a todos los átomos de la molécula: 2 H₂O tiene 4 H y 2 O.
Olvidar un oxígeno
El oxígeno suele aparecer en varias sustancias del mismo lado: sumalo todo (en CO₂ + 2 H₂O hay 4 O).
Coeficientes que se pueden achicar
4 H₂ + 2 O₂ → 4 H₂O está balanceada, pero se escribe con los más chicos: 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O.
Taller: diez reacciones
En las ecuaciones con un casillero, escribí el coeficiente que falta.
1
¿Qué dice la ley de conservación de la masa?
2
En 3 H₂O, ¿cuántos átomos de hidrógeno hay?
3
Para balancear H₂ + O₂ → H₂O, un compañero escribe H₂ + O₂ → H₂O₂. ¿Qué hizo mal?
4
N₂ + 3 H₂ → ? NH₃
5
? Na + Cl₂ → 2 NaCl
6
CH₄ + ? O₂ → CO₂ + 2 H₂O
7
En 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O reaccionan 4 g de hidrógeno con 32 g de oxígeno. ¿Cuánta agua se forma?
8
4 Fe + ? O₂ → 2 Fe₂O₃
9
¿Cuál de estas ecuaciones está balanceada?
10
Desafío final La garrafa: C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + ? H₂O
Reacciones resueltas: 0 de 10
Para explicarlo sin mirar
En el pizarrón
- En una reacción, los átomos se reorganizan: la masa total se conserva.
- Balancear = misma cantidad de átomos de cada elemento de los dos lados.
- Se cambian coeficientes, nunca subíndices.
- Átomos = coeficiente × subíndice.
- Orden útil: metales, no metales, H y al final O. Coeficientes lo más chicos posible.
Respondé en voz alta
- ¿Por qué una ecuación química tiene que estar balanceada?
- ¿Qué diferencia hay entre 2 H₂O y H₂O₂?
- ¿Cuántos átomos de oxígeno hay en 3 CO₂ + 4 H₂O?
- ¿Por qué conviene dejar el oxígeno para el final?
- Si quemás una vela en un frasco cerrado sobre una balanza, ¿qué marcaría la balanza después?
Ver las respuestas
Laboratorio: agua 2 · 1 · 2 · amoníaco 1 · 3 · 2 · sal 2 · 1 · 2 · hornalla 1 · 2 · 1 · 2 · óxido de hierro 4 · 3 · 2 · garrafa 1 · 5 · 3 · 4.
Taller: 1) la masa de los reactivos es igual a la de los productos · 2) 6 · 3) cambió un subíndice · 4) 2 · 5) 2 · 6) 2 · 7) 36 g · 8) 3 · 9) 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O · 10) 4.
Repaso: 3) 3 × 2 + 4 × 1 = 10 O. 5) Lo mismo que antes: en un frasco cerrado no entra ni sale materia.