Ajuste de reacciones químicas mediante sistema de ecuaciones

Hola a todos,

En el tema de reacciones químicas de 4ºESO y también 1º de Bachillerato hay un tema que trata sobre ajustar reacciones químicas. Como profesor de química, hablaré sobre ello. Muchas veces es fácil realizarlo mediante el método del tanteo, ¿qué significa esto? Esto quiere decir probar números tanto en la parte de los reactivos como en los productos hasta obtener un resultado correcto.

Escribo un ejemplo.

SO2 + O2 --> SO3

Como se puede ver, el número de átomos de oxígeno no es el mismo en la parte de reactivos que en la de productos. En este caso sería sencillo de realizar mediante tanteo y obtendríamos el siguiente ajuste.

2SO2 + O2 --> 2SO3

Pero qué sucedería si tuviésemos que ajustar una reacción más complicada como por ejemplo:

KBrO3 + SbCl3 + HCl --> SbCl5 + KBr + H2O

Aquí ya es más difícil realizar el ajuste por tanteo porque todos son compuestos y varios elementos químicos se mezclan entre ellos. Por lo tanto, es mejor no perder el tiempo probando con números y plantear un sistema de ecuaciones. ¿Cómo se puede plantear?

a KBrO3 + b SbCl3 + c HCl --> d SbCl5 + e KBr + f H2O

Delante de cada compuesto químico escribo una letra, estas serán incógnitas de un sistema de ecuaciones. Una vez realizado esto, planteo el sistema de ecuaciones en función de los elementos químicos que hay en cada compuesto químico. Como ya sabemos, las ecuaciones son igualdades, por lo que en las ecuaciones planteadas, en el lado izquierdo estarán los reactivos y en el lado derecho los productos.

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Realizo la ecuación para el K (potasio)

Reactivos

  • ¿Cuántos hay en el compuesto a? Solo uno, por tanto, 1a, esto es a.
  • ¿Cuántos hay en el compuesto b? Ninguno, por tanto, nada.
  • ¿Cuántos hay en el compuesto c? Ninguno, por tanto, nada.

Productos

  • ¿Cuántos hay en el compuesto d? Ninguno, por tanto, nada.
  • ¿Cuántos hay en el compuesto e? Solo uno por tanto 1e, esto es e.
  • ¿Cuántos hay en el compuesto f? Ninguno, por tanto nada.
  • Por lo tanto, para el átomo de K la ecuación resultante es: a = e
  • Realizo los mismos pasos para el Br (Bromo) y la ecuación resultanto es: a = e
  • Realizo los mismos pasos para el O (Oxígeno) y la ecuación obtenida es: 3a = f
  • Realizo los mismos pasos para el Sb (antimonio) y la ecuación obtenida es: b = d

Ahora realizo los mismos pasos para el Cl (¡ESTE ES IMPORTANTE!)

Reactivos

  • ¿Cuántos hay en el compuesto a? Ninguno,por tanto nada.
  • ¿Cuántos hay en el compuesto b? 3, por tanto 3b
  • ¿Cuántos hay en el compuesto c? 1, por tanto 1c, esto sería c.

Productos

  • ¿Cuántos hay en el compuesto d? 5, por tanto 5d
  • ¿Cuántos hay en el compuesto e? Ninguno,por tanto nada
  • ¿Cuántos hay en el compuesto f? Ninguno,por tanto nada.

La ecuación resultante sería: 3b + c = 5d

Realizo la ecuación para el H (hidrógeno) y obtengo la siguiente ecuación: c = 2f

Por lo tanto, el sistema de ecuaciones planteado sería el siguiente:

a=e --> Aunque haya salido repetida dos veces, con escribirla 1 vez en el sistema nos basta. Por tanto:

  • a = e
  • 3a = f
  • b = d
  • 3b + c = 5d
  • c = 2f

¿Cómo seguimos ahora? Para poder continuar tendremos que dar un valor numérico a la letra que queramos. Mi consejo es buscar una letra con la que al realizar los cálculos no nos salgan fracciones para evitar tener errores tontos después.

En mi caso voy a decir que a = 1. Por tanto:

  • a = e --> a = e = = 1
  • 3a = f --> f = 3x1 = 3
  • b = d --> quedaría igual
  • 3b + c = 5d --> 3b + 6 = 5d
  • c = 2f = 2x3 = 6

Como se puede observar nos queda un sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas:

  • b=d
  • 3b + 6 = 5d
  • Sustituimos b por d; 3d + 6 = 5d --> d = 3
  • Por tanto b = 3

Finalmente la ecuación ajustada quedaría de la siguiente manera:

KBrO3 + 3 SbCl3 + 6 HCl --> 3 SbCl5 + KBr + 3 H2O

¡Espero que os sirva de ayuda!

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