2017/02/04

Métodos de ajuste de ecuaciones



La ecuación química también debe expresar las cantidades relativas de las sustancias
que intervienen.

Si escribimos la reacción de descomposición del clorato de potasio: 

KClO3 (s) KCl (s) + O2 (g)

observamos que el numero de átomos de oxigeno que intervienen en la reacción no es el mismo en los reactivos que en los productos.

El problema se resuelve si colocamos, por ejemplo, el coeficiente fraccionario delante de la formula del oxigeno:

KClO3 (s) KCl (s) +(3/2) O2 (g)

A esta operación la denominamos ajustar igualar una ecuación químicaHay mas de una manera de ajustar una ecuación química. Para transformar un ajuste en otro, basta con multiplicar todos los coeficientes por un mismo numero. 

En general, es conveniente asignar los coeficientes enteros mas pequeños. Así, si multiplicamos por 2 todos los coeficientes de la ecuación anterior, obtenemos:

2 KClO3 (s) 2 KCl (s) + 3 O2 (g)

Para determinar los coeficientes de una ecuación química solemos utilizar dos métodos: el método de tanteo y el método del sistema de ecuaciones.

El método de tanteo se utiliza en ecuaciones sencillas. Consiste en aplicar el metodo de ensayo-error.

• El método del sistema de ecuaciones se emplea en los casos en que resulta mas complicado asignar los coeficientes por tanteo. Consiste en plantear tantas ecuaciones como tipos de átomos intervienen en la reacción.

Ajustar una ecuación química consiste en asignar a cada formula un coeficiente adecuado de modo que en los dos miembros haya el mismo numero de átomos de cada elemento.


EJEMPLO

Ajustemos la siguiente ecuación por el método de tanteo: N2(g) + H2(g) NH3(g).

En el primer miembro hay dos átomos de nitrógeno. Para que también los haya en el segundo miembro, asignamos el coeficiente 2 al NH3.

N2(g) + H2(g) 2NH3(g)

De este modo queda ajustado el numero de átomos de nitrógeno.

Si comparamos ahora el numero de átomos de hidrógeno, observamos que hay dos en el primer miembro y seis en el segundo miembro. Asignamos el coeficiente 3 a la molécula de H2 para igualar su numero.

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

Como al introducir este coeficiente no hemos modificado el numero de átomos de nitrógeno, esta es la ecuación ajustada.


Ajustamos la ecuación NH3(g) + O2(g) → NO(g) + H2O (g) por el método del sistema de ecuaciones.

Asignamos a cada formula un coeficiente provisional: a, b, c, d. 

a NH3 (g) + b O2 (g) c NO (g) + d H2O (g)

Establecemos una ecuación para cada elemento. Esta ecuación indica que el numero de
átomos de dicho elemento es igual en ambos miembros. Es decir:

Para el nitrógeno: a = c
Para el oxigeno: 2b = c + d
Para el hidrógeno: 3a = 2d

Como hay mas incógnitas que ecuaciones, tenemos que asignar un valor arbitrario a una de ellas, por ejemplo, a = 2. En este caso, el sistema se convierte en:

2 = c      2b = c + d     6 = 2d

Resolvemos el sistema: a = 2 (por convenio)
De la 1a ecuación: c = 2
De la 3a ecuación: d = (6/2)= 3
De la 2a ecuación: b = ((2+3)/2)= 5/2

Sustituimos los coeficientes provisionales por su valor: 

2 NH3 (g) + (5/2) O2 (g) 2 NO (g) + 3 H2O (g)

Si queremos evitar los coeficientes fraccionarios, basta multiplicarlos todos por 2. En este caso, la ecuación ajustada queda así:

4 NH3 (g) + 5 O2 (g) 4 NO (g) + 6 H2O (g)


Los procesos químicos se producen de forma constante en nuestro entorno y nuestra vida cotidiana.

La combustión de derivados del petroleo produce energía que es aprovechada para cocinar alimentos, generar energía eléctrica y alimentar los motores de los vehículos.

Los procesos de fermentación permiten la producción de alimentos, como los derivados de la leche y el pan.

La digestión de los alimentos y su posterior asimilación constituyen una de las funciones vitales básicas de los seres vivos.

Los medicamentos actúan en nuestro organismo mediante procesos químicos.

Las reacciones químicas son la base de la denominada industria química, gracias a la cual podemos disponer de nuevos productos y materiales.

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