Página 158 - Libro de Química de Tercero de Bachillerato

Análisis: Se debe ajustar la ecuación cumpliendo la ley de conservación de la masa.

Paso 1. Escribo la ecuación con coeficientes incógnita:
$$a\,CaCO_3 + b\,HCl \to c\,CaCl_2 + d\,CO_2 + e\,H_2O$$

Paso 2. Igualmente, comparo átomos a cada lado.

• Calcio: $$a=c$$
• Carbono: $$a=d$$
• Cloro: $$b=2c$$
• Hidrógeno: $$b=2e$$
• Oxígeno: $$3a=2d+e$$

Elijo $$a=1$$. Entonces $$c=1,d=1$$. De cloro, $$b=2c=2$$. De hidrógeno, $$b=2e\Rightarrow2=2e\Rightarrow e=1$$. Oxígeno: $$3(1)=2(1)+1=3$$, se cumple.

Conclusión:
$$CaCO_3 + 2HCl \to CaCl_2 + CO_2 + H_2O$$

Análisis: Se requiere la misma cantidad de N, H y O en reactivos y productos.

Paso 1. Planteo:
$$a\,NH_3 + b\,O_2 \to c\,N_2 + d\,H_2O$$

Paso 2. Igualo átomos.

• Nitrógeno: $$a=2c$$
• Hidrógeno: $$3a=2d$$
• Oxígeno: $$2b=d$$

Elijo $$c=1\Rightarrow a=2$$.
Entonces H: $$3(2)=6=2d\Rightarrow d=3$$.
Oxígeno: $$2b=d=3\Rightarrow b=1.5$$. Para evitar fracción, multiplico todos los coeficientes por 2:

$$4NH_3 + 3O_2 \to 2N_2 + 6H_2O$$

Conclusión: La ecuación balanceada es
$$4NH_3 + 3O_2 \to 2N_2 + 6H_2O$$

Análisis: Es una combustión de un hidrocarburo; se obtienen CO₂ y H₂O.

Paso 1. Escribo coeficientes:
$$a\,C_9H_{20} + b\,O_2 \to c\,CO_2 + d\,H_2O$$

Paso 2. Igualo C y H primero.

• Carbono: $$9a=c$$
• Hidrógeno: $$20a=2d\Rightarrow d=10a$$

Tomo $$a=1$$. Entonces $$c=9,d=10$$.

Paso 3. Igualo oxígeno.
En productos hay: $$O=2c + d = 2(9)+10=28$$ átomos, es decir $$14O_2$$.
Por tanto $$b=14$$.

Conclusión:
$$C_9H_{20} + 14O_2 \to 9CO_2 + 10H_2O$$

Análisis: Reacción entre un ácido y un metal que produce sal e hidrógeno gaseoso.

Paso 1. Planteo con coeficientes:
$$a\,HCl + b\,Na \to c\,NaCl + d\,H_2$$

Paso 2. Igualo átomos.

• Sodio: $$b=c$$
• Cloro: $$a=c$$
• Hidrógeno: $$a=2d$$

Elijo $$d=1\Rightarrow a=2$$. Entonces $$c=a=2$$ y $$b=c=2$$.

Conclusión:
$$2HCl + 2Na \to 2NaCl + H_2$$

Análisis: Es una reacción ácido–sal. En productos aparece Na₂SO₄ (se deduce que debe haber 2 Na por molécula de sulfato).

Aclaración de fórmula: El compuesto de sodio y sulfato se escribe correctamente como $$Na_2SO_4$$. Usaremos esta fórmula para balancear.

Paso 1. Escribo la ecuación:
$$a\,NaCl + b\,H_2SO_4 \to c\,Na_2SO_4 + d\,HCl$$

Paso 2. Igualo átomos.

• Sodio: $$a=2c$$
• Cloro: $$a=d$$
• Azufre: $$b=c$$
• Hidrógeno: $$2b=d$$
• Oxígeno: $$4b=4c$$ (se cumple si $$b=c$$)

Elijo $$c=1\Rightarrow a=2, b=1, d=2$$.

Conclusión:
$$2NaCl + H_2SO_4 \to Na_2SO_4 + 2HCl$$

Análisis: Se pide justificar la importancia del balanceo en química.

Explicación:

1. Las reacciones reales obedecen la ley de conservación de la masa: la materia no se crea ni se destruye.
2. Balancear asegura que el número de átomos de cada elemento sea igual en reactivos y productos, reflejando esta ley.
3. Solo con la ecuación balanceada se pueden hacer cálculos estequiométricos correctos (masas, moles, volúmenes).
4. Además, permite conocer las proporciones reales en que reaccionan las sustancias, evitar excesos de reactivos y diseñar procesos eficientes.

Conclusión: Es importante balancear porque así la ecuación respeta la conservación de la materia y permite calcular con precisión las cantidades de sustancias en una reacción.