¿Cómo se ajusta una ecuación química?
Ajustar una ecuación química significa asegurarse de que haya el mismo número de átomos de cada elemento a ambos lados de la flecha. Se hace colocando coeficientes enteros delante de las fórmulas, nunca cambiando los subíndices. Por ejemplo, el hidrógeno y el oxígeno forman agua en la ecuación ajustada 2H₂ + O₂ → 2H₂O.
Por qué las ecuaciones deben estar ajustadas
Una ecuación química es una forma breve de describir una reacción. Las sustancias de partida, llamadas reactivos, van a la izquierda, y las sustancias nuevas, llamadas productos, van a la derecha. La flecha significa «reaccionan para formar».
En una reacción, los átomos no se crean ni se destruyen; solo cambian de pareja. Es la ley de conservación de la masa, que el químico francés Antoine Lavoisier demostró con experimentos cuidadosos a finales del siglo XVIII. Todos los átomos de la izquierda deben seguir estando en la derecha, así que el número de átomos de cada elemento, y la masa total, permanecen iguales.
La regla de oro: cambia los coeficientes, no los subíndices
Un coeficiente es un número colocado delante de una fórmula. Indica cuántas moléculas o unidades de esa sustancia participan, así que cambiarlo solo cambia la cantidad de sustancia.
Nunca se permite cambiar un subíndice, porque convierte la sustancia en otra distinta. H₂O es agua, pero H₂O₂ es peróxido de hidrógeno, una sustancia química completamente diferente.
Un método paso a paso
Paso 1: escribe las fórmulas correctas de todos los reactivos y productos. Paso 2: cuenta los átomos de cada elemento a ambos lados. Paso 3: añade coeficientes para ajustar un elemento cada vez. Empieza por un elemento que aparezca en una sola sustancia a cada lado. A menudo conviene ajustar al final los elementos sueltos, como O₂ o Fe, porque cambiar sus coeficientes no altera ningún otro elemento. Paso 4: vuelve a contar todos los elementos. Paso 5: asegúrate de que los coeficientes sean los números enteros más pequeños posibles.
Ejemplo 1: formar agua
Empieza con H₂ + O₂ → H₂O. El lado izquierdo tiene 2 átomos de H y 2 de O, pero el derecho tiene 2 de H y solo 1 de O. Pon un 2 delante de H₂O para tener 2 átomos de oxígeno a la derecha: H₂ + O₂ → 2H₂O.
Ahora el lado derecho tiene 4 H, pero el izquierdo solo tiene 2, así que pon un 2 delante de H₂: 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Comprobación: 4 H y 2 O a cada lado. Está ajustada.
Las masas también coinciden. Dos moles de H₂ (4,032 g) más un mol de O₂ (31,998 g) dan 36,030 g, exactamente la masa de dos moles de H₂O (2 × 18,015 = 36,030 g).
Ejemplo 2: la combustión del metano
El metano, CH₄, es el componente principal del gas natural. Cuando arde, reacciona con el oxígeno y produce dióxido de carbono y agua: CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O.
El carbono ya está ajustado, con 1 átomo a cada lado. El hidrógeno no: hay 4 a la izquierda y 2 a la derecha, así que escribe 2H₂O. Ahora cuenta el oxígeno de la derecha: 2 en CO₂ más 2 en 2H₂O suman 4. Para tener 4 átomos de oxígeno a la izquierda, escribe 2O₂. La ecuación ajustada es CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O, con 1 C, 4 H y 4 O a cada lado.
Ejemplo 3: la oxidación del hierro
El hierro reacciona con el oxígeno y forma óxido de hierro(III): Fe + O₂ → Fe₂O₃. El óxido real también contiene agua, pero esta ecuación más sencilla muestra la reacción principal.
Aquí ambos reactivos son elementos sueltos, así que empieza por el más complicado, el oxígeno: O₂ tiene 2 átomos de oxígeno y Fe₂O₃ tiene 3. El número más pequeño que es divisible entre 2 y entre 3 es 6, así que escribe 3O₂ (6 átomos de oxígeno) y 2Fe₂O₃ (6 átomos de oxígeno). El lado derecho tiene ahora 2 × 2 = 4 átomos de hierro, así que escribe 4Fe a la izquierda. La ecuación ajustada es 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃, con 4 Fe y 6 O a cada lado.
Puntos clave
- Una ecuación ajustada tiene el mismo número de átomos de cada elemento a ambos lados de la flecha.
- Los átomos se reorganizan, no se crean ni se destruyen, así que la masa se conserva en toda reacción.
- Ajusta una ecuación cambiando solo los coeficientes, porque cambiar un subíndice cambia la sustancia.
- Ajusta un elemento cada vez, normalmente dejando para el final los elementos sueltos como O₂ y Fe, y luego vuelve a contarlo todo.
- Tres ejemplos ajustados: 2H₂ + O₂ → 2H₂O, CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O y 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃.
Ponte a prueba
Tres preguntas rápidas sobre esta lección.
1. Cuando ajustas una ecuación química, ¿qué puedes cambiar?
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Los coeficientes delante de las fórmulas — Solo pueden cambiar los coeficientes, porque cambiar un subíndice convertiría la sustancia en otra distinta.2. En la ecuación balanceada de la combustión del metano, ¿qué coeficiente va delante del O₂?
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2 — Los productos contienen 4 átomos de oxígeno (2 en el CO₂ y 2 en 2H₂O), así que se necesita 2O₂ a la izquierda.3. ¿Cuántos átomos de oxígeno hay en cada lado de 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃?