Cuando Lavoisier, en 1789, estableció lo que hoy se conoce como ley de la conservación de la materia sentó las bases para la estequiometría que la podemos definir como el procedimiento químico-matemático por medio del cual se determinan las cantidades de reaccionantes y productos que intervienen en una reacción química. Su etimología viene del griego stoicheion que significa primer principio o elemento y metron que significa medida.
La estequiometría es de gran importancia para los procesos químicos, lo que la hace una herramienta indispensable, pues nos permite realizar los cálculos necesarios para determinar la masa de cada una de las materias primas que deben mezclarse y reaccionar, para obtener una masa determinada de producto. Además, problemas tan diversos, como por ejemplo, la medición de la concentración de ozono en la atmósfera, el control de la lluvia ácida, la determinación del grado de contaminación de un río, la cuantificación de la clorofila de una planta, el análisis bromatológico de un fruto, etc., comprenden aspecto de la estequiometría.
ECUACION QUIMICA
Recordemos que los compuestos químicos se representan por medio de fórmulas en la que cada uno de los elementos constituyentes se indica mediante un símbolo, y el número de átomos de cada elemento con un subíndice numérico (entero), además, que las reacciones químicas ocurren por interacción mutua entre elementos y/o compuestos, que dan como producto otros elementos y/o compuestos; la representación de esos procesos es lo que llamamos ecuación química.
En la ecuación química se escriben los reaccionantes a la izquierda y los productos a la derecha separados por una flecha o el signo igual, afectados por coeficientes y subíndices numéricos, de acuerdo con la proporción en que entran a la reacción.
También se puede indicar las condiciones de la reacción, el estado físico tanto de reaccionantes como de productos (se utilizan los símbolos (g), (l), (s), y (ac) para gas, líquido, sólido y solución acuosa, respectivamente) y la energía involucrada en el proceso. La flecha indica el sentido en que se efectúa la reacción.
EJEMPLOS DE ECUACIONES QUIMICAS
BALANCEO DE ECUACIONES QUIMICAS
Toda ecuación química que represente un proceso químico debe estar balanceada o ajustada, es decir, debe cumplir con la ley de la conservación de la materia: La masa total de los reaccionantes es igual a la masa total de los productos. Eso implica que el número total de átomos de un elemento A a la izquierda de la flecha deba ser igual al número total de átomos del elemento A a la derecha de la flecha. El balanceo puede efectuarse de varias formas: Por tanteo o error y ensayo, por el método algebraico y por oxidacción-reducción. En esta unidad describiremos los dos primeros.
Método de error y ensayo o tanteo. En este caso observamos si el número de átomos de un elemento a la izquierda es igual a la derecha de la flecha; si no lo es colocamos arbitrariamente coeficientes y volvemos a chequear; si siguen dando diferentes, colocamos otros coeficientes y chequeamos hasta que sean iguales. La operación se repite para cada elemento que participa en la reacción. En este proceso nunca se deben cambiar los subíndices, ya que al colocar un coeficiente antes de una fórmula solo cambia la cantidad y no la identidad de la sustancia. Recordemos que cuando el valor del coeficiente es uno, no se coloca ya que éste está implícito
EJEMPLO 1
Balancear las siguientes ecuaciones por el método de tanteo
Ahora notamos que hay ocho átomos de H a la izquierda y dos a la derecha de la flecha, entonces se busca un número que multiplicado por dos dé ocho, que como es lógico es cuatro, y se coloca como coeficiente del H2O para quedar así:
Balanceo por el método algebraico.
No toda ecuación se puede balancear fácilmente por el método de tanteo. En estos casos se puede usar el algebraico que consiste en colocar letras (diferentes a los símbolos de los elementos que participan en la reacción) como coeficientes tanto en los reactivos como en los productos, para plantear para cada elemento una ecuación algebraica teniendo en cuenta que los átomos de cada elemento a la izquierda debe ser igual a los átomos de cada elemento a la derecha. Después de ello se escoge una de las letras (coeficiente), la que proporcione la mayor respuesta a los otros coeficientes, para asignarle un valor numérico que es arbitrario y que permita solucionar el sistema de ecuaciones formado. El procedimiento se ilustra a continuación.
Recordemos que los compuestos químicos se representan por medio de fórmulas en la que cada uno de los elementos constituyentes se indica mediante un símbolo, y el número de átomos de cada elemento con un subíndice numérico (entero), además, que las reacciones químicas ocurren por interacción mutua entre elementos y/o compuestos, que dan como producto otros elementos y/o compuestos; la representación de esos procesos es lo que llamamos ecuación química.
En la ecuación química se escriben los reaccionantes a la izquierda y los productos a la derecha separados por una flecha o el signo igual, afectados por coeficientes y subíndices numéricos, de acuerdo con la proporción en que entran a la reacción.
También se puede indicar las condiciones de la reacción, el estado físico tanto de reaccionantes como de productos (se utilizan los símbolos (g), (l), (s), y (ac) para gas, líquido, sólido y solución acuosa, respectivamente) y la energía involucrada en el proceso. La flecha indica el sentido en que se efectúa la reacción.
EJEMPLOS DE ECUACIONES QUIMICAS
BALANCEO DE ECUACIONES QUIMICAS
Toda ecuación química que represente un proceso químico debe estar balanceada o ajustada, es decir, debe cumplir con la ley de la conservación de la materia: La masa total de los reaccionantes es igual a la masa total de los productos. Eso implica que el número total de átomos de un elemento A a la izquierda de la flecha deba ser igual al número total de átomos del elemento A a la derecha de la flecha. El balanceo puede efectuarse de varias formas: Por tanteo o error y ensayo, por el método algebraico y por oxidacción-reducción. En esta unidad describiremos los dos primeros.
Método de error y ensayo o tanteo. En este caso observamos si el número de átomos de un elemento a la izquierda es igual a la derecha de la flecha; si no lo es colocamos arbitrariamente coeficientes y volvemos a chequear; si siguen dando diferentes, colocamos otros coeficientes y chequeamos hasta que sean iguales. La operación se repite para cada elemento que participa en la reacción. En este proceso nunca se deben cambiar los subíndices, ya que al colocar un coeficiente antes de una fórmula solo cambia la cantidad y no la identidad de la sustancia. Recordemos que cuando el valor del coeficiente es uno, no se coloca ya que éste está implícito
EJEMPLO 1
Balancear las siguientes ecuaciones por el método de tanteo
Ahora notamos que hay ocho átomos de H a la izquierda y dos a la derecha de la flecha, entonces se busca un número que multiplicado por dos dé ocho, que como es lógico es cuatro, y se coloca como coeficiente del H2O para quedar así:
Balanceo por el método algebraico.
No toda ecuación se puede balancear fácilmente por el método de tanteo. En estos casos se puede usar el algebraico que consiste en colocar letras (diferentes a los símbolos de los elementos que participan en la reacción) como coeficientes tanto en los reactivos como en los productos, para plantear para cada elemento una ecuación algebraica teniendo en cuenta que los átomos de cada elemento a la izquierda debe ser igual a los átomos de cada elemento a la derecha. Después de ello se escoge una de las letras (coeficiente), la que proporcione la mayor respuesta a los otros coeficientes, para asignarle un valor numérico que es arbitrario y que permita solucionar el sistema de ecuaciones formado. El procedimiento se ilustra a continuación.
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