Balancing Chemical Equations

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

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.