Tal como el concepto de mol, el balanceo de ecuaciones es una de esas
ideas que aprendés en el primer año de química.
Y suele ser muy difícil para la mayoría de los estudiantes
a pesar de que es un concepto bastante sencillo.
Pienso que lo que lo hace difícil es que hay
en ello cierto arte.
Entonces, antes de que hablemos del balanceo de ecuaciones químicas,
Qué es una ecuación química?
Bien, aquí tenemos alunos ejemplos, y tengo algunos
mas en el resto del vídeo.
Pero, en esencia, simplemente describe una reacción.
Acá tenés un poco de aluminio
y un poco de oxígeno gaseoso, o una molécula diatómica de oxígeno,
que produce una molécula de óxido de aluminio.
Y podrías decir, ok, bien, eso es una ecuación
queda linda
Tengo mis reactivos, o lo que reacciona
Estos son los reactivos
Y tengo los productos de esta reacción.
Que queda por hacer?
Bien, tenemos un problema acá
De la forma en que lo escribí aquí, tengo un átomo de
aluminio mas dos átomos de oxígeno, verdad?
Estos se han enlazado entre sí, pero hay dos átomos de
oxígeno aquí.
Una molécula de oxígeno diatómico, o una molécula
de oxígeno, pero tengo dos átomos de oxígeno aquí.
Y cuando los juntas, tango dos átomos de
aluminio y tres átomos de oxígeno
Entonces tengo diferentes cantidades de aluminio en ambos lados de
esta ecuación.
En este lado, tengo un aluminio
en este lado, tengo dos aluminios. Y tambien tengo
diferentes cantidades de oxígeno
En este lado, tengo dos oxígenos
Y en ese lado, tengo tres oxígenos
Entonces, el balanceo de ecuaciones significa resolver ese problema,
de tal manera que quede la misma cantidad de aluminio en ambos lados
de la ecuación, y el mismo número de oxígenos en ambos lados.
Entonces, hagámoslo
Lo voy a hacer en anaranjado
Entonces, decía que tengo un aluminio aquí, y tengo
dos aluminios allá.
Entonces, quizás lo más simple es poner un 2 aquí
Entonces ahora tengo dos aluminios en este lado y tengo dos
aluminios en este lado
Los aluminios están contentos!
Ahora miremos al oxígeno
Aquí tengo dos oxígenos en
el lado izquierdo de la ecuación.
Y en el lado derecho de la ecuación
tengo tres oxígenos
Qué puedo hacer aquí?
Bien, si pudiera tener algo así como medio átomo, podría
multiplicar esto por uno y medio.
1,5
1,5 por 2 es 3
Entonces, ahora tengo tres oxígenos en ambos lados de esta ecuación.
y yo tengo dos alumnios en ambos lados de la ecuación.
He terminado?
Bien, no, no podés tener medio átomo,
o uno y medio de un átomo
No queda bueno
Entonces lo que vas a hacer es multiplicar esto para que
queden números enteros
Entonces, vamos a multiplicar ambos lados de
toda esta ecuación por dos
y tenemos cuatro aluminios mas tres átomos de oxígeno
que producen (multiplicamos todo por 2) 2
moléculas de óxido de aluminio
Ahora, podrías haber estado tentado, en algún punto de este
ejercicio a decir, oh, bien, por qué no modifico una parte de
el óxido de aluminio?
por qué no pongo un 2/3 antes de este oxígeno
No podes hacer eso
La ecuación es como está
La molécula de óxido de aluminio es óxido de aluminio
No podes cambiar las proporciones relativas del alumnio y
del oxígeno dentro de la molécula de óxido de aluminio.
Solo podes cambiar la cantidad de moléculas de óxido de aluminio
como un todo, en este caso, 2
Entonces, qué hicimos?
Nos fijamos en el alumino
Dijimos OK, necesitamos 2 aluminios para tener
2 en ambos lados
Y entonces, cuando nos fijamos en el oxígeno, dijimos, bien,
si multiplicamos esto por uno y medio, entonces se convierte en tres
oxígenos aquí, por que 1,5 por 2 oxígenos
Y tres oxígenos ahí
Y entonces dijimos, oh, no puedo tener uno y medio ahí
entonces multipliquemos ambos lados por dos
Y al final queda con cuatro aluminios mas tres moléculas
de oxígeno, o seis átomos de oxígeno, resultando en dos moléculas
de óxido de aluminio.
Veamos si podemos hacer mas de estos
Aquí tengo metano
Y esta g entre paréntesis, solo para
aclararte que...
eso quiere decir que es un gas
Entonces tengo gas metano mas gas oxígeno que produce
gas dióxido mas agua
Eso es una "ele", es decir agua líquida
Ahora, qué podemos hacer aquí?
La cuestión general es, partir de las moléculas complicadas
y después preocuparte de las
moléculas monoatómicas
Por que estas son más fáciles de manejar
Y la razón por la que hacés eso, donde sea que cambies
un número aquí --digamos que tratamos de equilibrar la cantidad
de carbonos que tenemos en ambos lados de esta ecuación--- si pongo un
número aquí, también estoy cambiando la cantidad de hidrógenos
Entonces voy a tener que jugar con los hidrógenos ahí
y al final, voy a tener algunos oxígenos
y entonces tengo que afinar este número de ahí
Entonces, empecemos con los carbonos
Parece complicado, pero cuando vayas paso a paso,
jugando con los números un poco,
va a ir saliendo bien
Entonces aquí tengo dos carbonos
Y aquí tengo, en el lado derecho,
solo un carbono
Idealmente, debería tener dos carbonos en ambos
lados de la ecuación
Entonces pongamos un 2 aquí
Y es todo, mis carbonos están felices
Ahora tengo 2 carbonos y 2 carbonos
Ahora vamos a los hidrógenos
Recuerda, voy a dejar los oxígenos para el último, por que puedo
agregar cuantos necesite sin afectar
a los demás átomos. En este lado de la ecuación
tengo cuatro átomos de hidrógeno. Cuántos hidrógenos tengo
en este lado de la ecuación?
Tengo cuatro hidrógenos acá.
Cuántos tengo en éste lado?
Bien, tengo dos átomos de hidrógenos ahí.
Y necesito tener cuatro en ambos lados, entonces pongamos un 2 antes
del agua
Ahora tengo cuatro átomos de hidrógeno. Bien!
Finalmente, oxígeno.
En el lado izquierdo tengo dos átomos de oxígeno. Y en
el lado derecho, cuántos tengo?
Tengo 2 veces este único oxígeno, ahí, entonces
son 2, verdad?
2 agua
y en cada agua tengo un átomo de oxígeno, pero tengo 2
moléculas de agua, entonces tengo 2 oxígenos.
Y entonces, en el dióxido de carbono, tengo dos oxígenos en cada
dióxido de carbono.
Y tengo dos dióxido de carbono, cierto?
Cuando pongo este 2 en magenta
cuantos oxígenos tengo?
2 por 2
tengo cuatro oxígenos
En el lado izquierdo tengo dos oxígenos
En el lado derecho tengo seis oxígenos, 2 en las 2
moléculas de agua y 4 en las dos
moléculas de dióxido de carbono
Entonces como hago 6 con estas 2?
Necesito tener 6 oxígenos en este lado
Quiero tener 6 oxígenos en el
lado izquierdo también
Bien, si pongo un 3 aquí, ahora tengo 6 oxígenos
y nuestra ecuación queda balanceada
Tengo 2 carbonos en este lado, 2 carbonos en ese
lado, 4 hidrógenos en este lado, 4 hidrógenos en este
otro lado, 6 oxígenos en este lado y entonces --4 mas 2--
6 oxígenos en ese lado
Siguiente ecuación para balancear
Esto se vuelve muy divertido una vez que
le tomás el tiempo
Aquí tengo etano mas oxígeno gaseoso produciendo
dióxido de carbono y agua
Esto es una combustión
Nos fijemos en el carbono primero,
tengo 2 carbonos aquí
tengo 1 carbono ahí
entonces pongamos un 2 aquí
Ahora tengo 2 carbonos
Bastante simple
Recuerda, voy a ocuparme del oxígeno al último, Este
no es diferente
que el de el problema anterior
Tengo 6 hidrógenos aquí
Solo tengo dos hidrógenos en el agua
Y ahora tenemos tres moléculas de agua
y ahora quedan balanceados los hidrógenos
Tengo 6 hidrógenos en ambos lados de la ecuación
Y ahora veamos que pasa con el agua
Aquí en el lado derecho --voy a hacerlo en anaranjado--
tengo 2 oxígenos en cada molécula de dióxido de carbono
y tengo 2 moléculas, por lo tanto tengo 4 oxígenos.
Y tengo un oxígeno en cada molécula de agua
y tengo 3 moléculas, por lo tanto tengo 3 oxígenos aquí
Correcto?
3 oxígenos en el lado derecho
si, 3 moléculas de agua
y tengo 4 oxígenos en el dióxido de carbono
Cierto
Entonces tengo 7 oxígenos
Tengo 7 oxígenos en este lado y solo
tengo 2 oxígenos en este lado
Cómo puedo convertir estos 2 en 7?
Bien, podría multiplicarlos por 3 y medio
Cierto?
Recuerda, lo que quiero es tener 7 oxígenos en ambos lados
Si tengo 3 y medio de estas moléculas diatómicas de oxígeno
-- 3 y medio por 2 es 7-- entonces ahora
tengo 7 oxígenos en ambos lados de la ecuación
4 mas 3 y 7 aquí
2 carbonos
y 6 hidrógenos
Ya casi termino, excepto por el hecho de que no podés
tener fracciones de moléculas
Entonces, lo que vas a hacer es multiplicar ambos lados de esta
ecuación por 2 o 3, o lo que quieras multiplicar
para evitar las fracciones
Entonces, si multiplico todo por 2, me quedan 2
moléculas de etano mas 2 moléculas de oxígeno diatómico,
7 O2, que producen dos moléculas de dióxido de carbono
oh, perdón, estoy multiplicando todo por 2, entonces 4
moléculas de dióxido de carbono, mas 6 moléculas de agua,
Y solo para asegurarme de que está todo bien, si querés
podés comprobarlo
Cuántos carbonos tenemos?
tengo 4 carbonos aquí
Cuántos hidrógenos tenemos?
Tengo 2 por 6
Tengo 12 hidrógenos aquí
tengo 12 hidrógenos aquí
Cuántos oxígenos tengo?
Voy a tomar otro color
Tengo 14 oxígenos aquí
Y aquí tengo 8 oxígenos
Y aquí tengo --6 por 1-- 6 oxígenos
Luego 6 mas 8 es 14
Entonces mi ecuación queda balanceada
Mucha gente podría pensar que es un problema
difícil, por que tenés 3 y medio,
y llegar a esto puede parecer contraintuitivo
Pero si lo haces desde las moléculas mas complicadas y
vas átomo por átomo, y si resolvés las fracciones
multiplicando ambos lados por algún número, de manera de eliminar
las fracciones, el balanceo queda listo.
De acuerdo,
hagamos otra mas
Esta parece complicada
Tengo este óxido de hierro mas ácido sulfúrico, que produce
todo este enredo.
Pero la clave aquí para resolver es que este grupo de acá
este grupo sulfato, permanece unido
De acuerdo?
Tenés este SO4 ahí y tenés este SO4 ahí
Entonces, para simplificar las cosas, podés
considerarlo como un átomo
Entonces hagamos la sustitución
Bien, vamos a sustituir esto por x
Entonces, si lo reescribimos como -- voy a hacerlo en un
color impactante-- óxido de hierro mas H2-- hay solo un grupo sulfato
aquí-- x
que produce dos hierro, esta
molécula con 2 hierros
Y esta tiene 3 de aquel grupo sulfato
Y entonces, mas agua
Lo que hice fue reemplazar el sulfato con una x
Y ahora podemos considerar esta x como un átomo y
balancear la ecuación
Veamos, en el lado izquierdo,
cuántos hierros tenemos?
Tenemos 2 hierros aquí.
Tenemos 2 hierros ahí
Entonces los hierros parecen balanceados, a primera vista
Vamos con los oxígenos
Entonces, si tenemos 3 oxígenos aquí --lo voy a hacer en
otro color-- y solo tenemos un oxígeno aquí
Recuerda que hay algunos oxígenos en este grupo x, pero
como el grupo sulfato permanece unido, podemos considerarlo
por separado
Necesitamos tener 3 oxigenos en el lado derecho,
por lo tanto, pongamos un 3 aquí
Oops!
Voy a poner un 3 ahí
Ahora tenemos 3 oxígenos
Y finalmente, nos fijemos en los hidrógenos
Veamos, cuántos hidrógenos tenemos aquí
Tenemos 6 hidrógenos ahora, en el lado derecho
6 hidrógenos aquí
3 por 2
y queremos tener 6 hidrógenos aquí, entonces tenemos
que tener 3 de esas moléculas
Finalmente, nos ocupamos del grupo sulfato, esa x
Tenemos tres x's aquí
Y afortunadamente, tenemos 3 x`s ahí
Entonces, nuestra ecuación queda balanceada
Y si queremos volver a escribirla en término de sulfatos
solo tenemos que sustituir la x, y
quedamos con una molécula de óxido de hierro mas tres moléculas de
ácido sulfrúrico, H2SO4 --aquí restablecí la x con SO4
-- produciendo una de esas moléculas, SO4 3
solamente restituí el valor de x mas tres moléculas de agua
Hagamos uno mas
Y aquí me parece que ya está balanceada
Dióxido de carbono mas hidrógeno gaseoso produce metano mas agua
Empecemos con el carbono primero. Tengo un carbono aquí
un carbono ahí
Los carbonos están felices
Veamos el oxígeno
Tengo dos oxígenos aquí
Tengo un oxígeno ahí
Necesito 2 oxígenos aquí, entonces pongamos un 2 ahí
Y por último veamos los hidrógenos, por que este
es el mas fácil de balancear por que no afecta
ninguno de los otros átomos. Entonces, si tengo 2 aquí, y tengo
4, mas 4 aquí, cierto?
Tengo 4 hidrógenos ahí
Y tengo 4 hidrógenos ahí
Entonces necesito 8 hidrógenos en el lado izquierod
entonces pongo un 4 ahí
Y queda todo balanceado
Como sea, espero que te sea util.