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Explicación

Combustión de hidrocarburos

Los hidrocarburos (metano, propano, butano, gasolina…) son compuestos de carbono e hidrógeno. Al arder con oxígeno forman siempre dióxido de carbono y agua:

$\text{hidrocarburo} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$

Se ajustan en este orden:

C: coeficiente del $\text{CO}_2$ = número de C del hidrocarburo.
H: coeficiente del $\text{H}_2\text{O}$ = número de H del hidrocarburo dividido entre 2.
O al final: cuenta los O de los productos y pon delante del $\text{O}_2$ la mitad de ese número.

Si el número de O de los productos es impar, el coeficiente del $\text{O}_2$ sale fraccionario (por ejemplo, $\frac{7}{2}$ ). Es correcto como paso intermedio; para quitar la fracción, multiplica todos los coeficientes por 2.

Ejemplo: el propano

Paso	Ecuación
Esquema	$\text{C}_3\text{H}_8 + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$
C: 3 átomos → 3 $\text{CO}_2$	$\text{C}_3\text{H}_8 + \text{O}_2 \rightarrow 3\,\text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$
H: 8 átomos → 4 $\text{H}_2\text{O}$	$\text{C}_3\text{H}_8 + \text{O}_2 \rightarrow 3\,\text{CO}_2 + 4\,\text{H}_2\text{O}$
O: $3 \cdot 2 + 4 = 10$ → 5 $\text{O}_2$	$\text{C}_3\text{H}_8 + 5\,\text{O}_2 \rightarrow 3\,\text{CO}_2 + 4\,\text{H}_2\text{O}$

Reacciones con grupos de átomos

Algunas fórmulas llevan grupos de átomos que pasan enteros de los reactivos a los productos: sulfato ( $\text{SO}_4$ ), nitrato ( $\text{NO}_3$ ), carbonato ( $\text{CO}_3$ )… Si el grupo aparece igual a los dos lados, cuéntalo como si fuera un solo átomo: es mucho más rápido.

Neutralización: un ácido reacciona con un hidróxido y forma una sal y agua: $\text{ácido} + \text{hidróxido} \rightarrow \text{sal} + \text{agua}$ Cada H del ácido se une a un grupo OH del hidróxido para formar una molécula de agua. Por eso, el número de moléculas de agua es igual al número de H que aporta el ácido (o de OH que aporta el hidróxido).

Ejemplo: $\text{HCl} + \text{Ca(OH)}_2 \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2\text{O}$ . El Cl: 1 / 2 → 2 HCl. Ahora hay 2 H del ácido y 2 OH: se forman 2 moléculas de agua. $2\,\text{HCl} + \text{Ca(OH)}_2 \rightarrow \text{CaCl}_2 + 2\,\text{H}_2\text{O}$

Puntos clave

Combustión de un hidrocarburo: hidrocarburo + O₂ → CO₂ + H₂O.
Orden de ajuste en combustiones: primero C, después H y al final O.
Si sale un coeficiente fraccionario (7/2), se multiplican todos los coeficientes por 2.
Los grupos de átomos que no cambian (SO₄, NO₃, CO₃) se ajustan como si fueran un solo átomo.
Neutralización: ácido + hidróxido → sal + agua; el número de moléculas de agua es el número de H (o de OH) que reaccionan.
Comprueba siempre al final con una tabla de átomos.

Errores frecuentes

ErrorAjustar el oxígeno al principio en una combustión.
Cómo corregirloEl O está en tres sustancias; si lo ajustas primero, se desajusta al cambiar C y H. Deja el $\text{O}_2$ para el final.
ErrorOlvidar sumar los oxígenos de los dos productos ( $\text{CO}_2$ y $\text{H}_2\text{O}$ ).
Cómo corregirloCuenta los O de cada producto por separado y súmalos: en $3\,\text{CO}_2 + 4\,\text{H}_2\text{O}$ hay $6 + 4 = 10$ .
ErrorMultiplicar por 2 solo el coeficiente fraccionario.
Cómo corregirloPara quitar la fracción, multiplica todos los coeficientes por 2, incluidos los que valen 1.
ErrorContar mal los átomos de un paréntesis: en $\text{Ca(OH)}_2$ «hay 1 O y 2 H».
Cómo corregirloEl subíndice de fuera del paréntesis multiplica a todo lo de dentro: 2 O y 2 H.

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1. La bombona de butano numérico (coeficiente fraccionario)

Ajusta la combustión del butano, el gas de las bombonas naranjas: $\text{C}_4\text{H}_{10} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$

Resolución

C: 4 átomos → $4\,\text{CO}_2$ .
H: 10 átomos → $5\,\text{H}_2\text{O}$ .
O: en los productos hay $4 \cdot 2 + 5 \cdot 1 = 13$ átomos. Necesitamos $\frac{13}{2}$ moléculas de $\text{O}_2$ : $\text{C}_4\text{H}_{10} + \tfrac{13}{2}\,\text{O}_2 \rightarrow 4\,\text{CO}_2 + 5\,\text{H}_2\text{O}$
Multiplicamos todo por 2: $2\,\text{C}_4\text{H}_{10} + 13\,\text{O}_2 \rightarrow 8\,\text{CO}_2 + 10\,\text{H}_2\text{O}$

Elemento	Reactivos	Productos
C	$2 \cdot 4 = 8$	$8$
H	$2 \cdot 10 = 20$	$10 \cdot 2 = 20$
O	$13 \cdot 2 = 26$	$8 \cdot 2 + 10 = 26$

Ejemplo 2. El ácido sulfúrico y la sosa neutralización (grupo SO₄ como bloque)
El ácido sulfúrico ( $\text{H}_2\text{SO}_4$ ) se neutraliza con hidróxido de sodio o sosa cáustica ( $\text{NaOH}$ ) y se forman sulfato de sodio ( $\text{Na}_2\text{SO}_4$ ) y agua. Ajusta: $\text{H}_2\text{SO}_4 + \text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + \text{H}_2\text{O}$

Resolución
1. El grupo $\text{SO}_4$ aparece igual a los dos lados: 1 / 1. Lo dejamos como está.
2. Na: 1 / 2 → 2 NaOH.
3. Agua: el ácido aporta 2 H y hay 2 OH → se forman 2 moléculas de agua. $\text{H}_2\text{SO}_4 + 2\,\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + 2\,\text{H}_2\text{O}$
Reactivos Productos

Na 2 2

$\text{SO}_4$ 1 1

H $2 + 2 = 4$ $2 \cdot 2 = 4$

O (fuera del $\text{SO}_4$ ) 2 2
Ejemplo 3. La lluvia ácida y el mármol situación real (tres productos)
Muchos monumentos de Madrid son de piedra caliza o mármol (carbonato de calcio, $\text{CaCO}_3$ ). Los ácidos lo atacan; por ejemplo, el ácido clorhídrico: $\text{CaCO}_3 + \text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2$ Ajústala.

Resolución
1. Ca: 1 / 1 ✔. C: 1 / 1 ✔.
2. Cl: 1 / 2 → 2 HCl.
3. H: ahora $2$ / 2 ✔. O: 3 / $1 + 2 = 3$ ✔. $\text{CaCO}_3 + 2\,\text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2$ Las burbujas de $\text{CO}_2$ son la prueba de que una piedra es caliza: los geólogos le echan unas gotas de ácido diluido.

	Reactivos	Productos
Na	2	2
$\text{SO}_4$	1	1
H	$2 + 2 = 4$	$2 \cdot 2 = 4$
O (fuera del $\text{SO}_4$ )	2	2

Ejercicios

De menos a más. Intenta cada uno antes de mirar la solución.

1. Fácil
Ajusta la combustión del metano, el gas natural: $\text{CH}_4 + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$

Ver solución
CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O
C: 1 → 1 $\text{CO}_2$ . H: 4 → 2 $\text{H}_2\text{O}$ . O en productos: $2 + 2 = 4$ → 2 $\text{O}_2$ . $\text{CH}_4 + 2\,\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\,\text{H}_2\text{O}$ (C 1/1; H 4/4; O 4/4)
2. Media
El heptano ( $\text{C}_7\text{H}_{16}$ ) es uno de los hidrocarburos del petróleo. Ajusta su combustión y comprueba con una tabla: $\text{C}_7\text{H}_{16} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$

Ver solución
C₇H₁₆ + 11 O₂ → 7 CO₂ + 8 H₂O
C: 7 → 7 $\text{CO}_2$ . H: 16 → 8 $\text{H}_2\text{O}$ . O: $7 \cdot 2 + 8 = 22$ → 11 $\text{O}_2$ . $\text{C}_7\text{H}_{16} + 11\,\text{O}_2 \rightarrow 7\,\text{CO}_2 + 8\,\text{H}_2\text{O}$ Tabla: C 7/7; H 16/16; O 22/22.
3. Media
Ajusta estas neutralizaciones (si alguna ya está ajustada, dilo): a) ácido clorhídrico + hidróxido de sodio: $\text{HCl} + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O}$ b) ácido clorhídrico + hidróxido de calcio: $\text{HCl} + \text{Ca(OH)}_2 \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2\text{O}$

Ver solución
a) Ya está ajustada. b) 2 HCl + Ca(OH)₂ → CaCl₂ + 2 H₂O.
a) H $1 + 1 = 2$ / 2; Cl 1/1; Na 1/1; O 1/1 → ya está ajustada. b) Cl 1/2 → 2 HCl. Hay 2 H del ácido y 2 OH → 2 $\text{H}_2\text{O}$ . $2\,\text{HCl} + \text{Ca(OH)}_2 \rightarrow \text{CaCl}_2 + 2\,\text{H}_2\text{O}$ (Ca 1/1; Cl 2/2; H 4/4; O 2/2)
4. Media
Ajusta la combustión del etano. Si te sale un coeficiente fraccionario, quítalo al final: $\text{C}_2\text{H}_6 + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$

Ver solución
2 C₂H₆ + 7 O₂ → 4 CO₂ + 6 H₂O
C: 2 → 2 $\text{CO}_2$ . H: 6 → 3 $\text{H}_2\text{O}$ . O: $2 \cdot 2 + 3 = 7$ → $\frac{7}{2}$ $\text{O}_2$ . $\text{C}_2\text{H}_6 + \tfrac{7}{2}\,\text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{CO}_2 + 3\,\text{H}_2\text{O}$ Multiplicando todo por 2: $2\,\text{C}_2\text{H}_6 + 7\,\text{O}_2 \rightarrow 4\,\text{CO}_2 + 6\,\text{H}_2\text{O}$ (C 4/4; H 12/12; O 14/14)
5. Difícil
Ajusta la neutralización del ácido sulfúrico con hidróxido de aluminio, que forma sulfato de aluminio y agua: $\text{H}_2\text{SO}_4 + \text{Al(OH)}_3 \rightarrow \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{H}_2\text{O}$ Pista: ajusta primero el Al y el grupo $\text{SO}_4$ y deja el agua para el final.

Ver solución
3 H₂SO₄ + 2 Al(OH)₃ → Al₂(SO₄)₃ + 6 H₂O
Al: 1/2 → 2 $\text{Al(OH)}_3$ . $\text{SO}_4$ : 1/3 → 3 $\text{H}_2\text{SO}_4$ . H del ácido: $3 \cdot 2 = 6$ ; OH del hidróxido: $2 \cdot 3 = 6$ → 6 $\text{H}_2\text{O}$ . $3\,\text{H}_2\text{SO}_4 + 2\,\text{Al(OH)}_3 \rightarrow \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + 6\,\text{H}_2\text{O}$ Comprobación: Al 2/2; $\text{SO}_4$ 3/3; H $6 + 6 = 12$ / 12; O fuera del $\text{SO}_4$ : 6/6.

Para practicar más

1. Fácil
El etileno ( $\text{C}_2\text{H}_4$ ) es el gas que desprenden las frutas al madurar. Ajusta su combustión: $\text{C}_2\text{H}_4 + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$

Ver solución
C₂H₄ + 3 O₂ → 2 CO₂ + 2 H₂O
C: 2 → 2 $\text{CO}_2$ . H: 4 → 2 $\text{H}_2\text{O}$ . O: $4 + 2 = 6$ → 3 $\text{O}_2$ . $\text{C}_2\text{H}_4 + 3\,\text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{CO}_2 + 2\,\text{H}_2\text{O}$ (C 2/2; H 4/4; O 6/6)
2. Media
Ajusta (si ya está ajustada, dilo): a) ácido nítrico + hidróxido de potasio: $\text{HNO}_3 + \text{KOH} \rightarrow \text{KNO}_3 + \text{H}_2\text{O}$ b) ácido sulfúrico + hidróxido de potasio: $\text{H}_2\text{SO}_4 + \text{KOH} \rightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + \text{H}_2\text{O}$

Ver solución
a) Ya está ajustada. b) H₂SO₄ + 2 KOH → K₂SO₄ + 2 H₂O.
a) K 1/1; $\text{NO}_3$ 1/1; H 2/2; O fuera del grupo 1/1 → ya está ajustada. b) K 1/2 → 2 KOH; 2 H del ácido y 2 OH → 2 $\text{H}_2\text{O}$ . $\text{H}_2\text{SO}_4 + 2\,\text{KOH} \rightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + 2\,\text{H}_2\text{O}$ (K 2/2; $\text{SO}_4$ 1/1; H 4/4; O fuera 2/2)
3. Media
Ajusta la combustión del pentano, uno de los componentes de la gasolina: $\text{C}_5\text{H}_{12} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$

Ver solución
C₅H₁₂ + 8 O₂ → 5 CO₂ + 6 H₂O
C: 5 → 5 $\text{CO}_2$ . H: 12 → 6 $\text{H}_2\text{O}$ . O: $10 + 6 = 16$ → 8 $\text{O}_2$ . $\text{C}_5\text{H}_{12} + 8\,\text{O}_2 \rightarrow 5\,\text{CO}_2 + 6\,\text{H}_2\text{O}$ (C 5/5; H 12/12; O 16/16)
4. Difícil
El octano ( $\text{C}_8\text{H}_{18}$ ) se usa como referencia para la gasolina (por eso se habla de «octanaje»). Ajusta su combustión dejando coeficientes enteros: $\text{C}_8\text{H}_{18} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$

Ver solución
2 C₈H₁₈ + 25 O₂ → 16 CO₂ + 18 H₂O
C: 8 → 8 $\text{CO}_2$ . H: 18 → 9 $\text{H}_2\text{O}$ . O: $16 + 9 = 25$ → $\frac{25}{2}$ $\text{O}_2$ . Multiplicando todo por 2: $2\,\text{C}_8\text{H}_{18} + 25\,\text{O}_2 \rightarrow 16\,\text{CO}_2 + 18\,\text{H}_2\text{O}$ Comprobación: C 16/16; H 36/36; O 50/50.
5. Difícil
En los altos hornos se obtiene hierro a partir de óxido de hierro(III) y monóxido de carbono. Ajusta: $\text{Fe}_2\text{O}_3 + \text{CO} \rightarrow \text{Fe} + \text{CO}_2$

Ver solución
Fe₂O₃ + 3 CO → 2 Fe + 3 CO₂
Fe: 2/1 → 2 Fe. Cada CO se lleva un O más para convertirse en $\text{CO}_2$ , y el $\text{Fe}_2\text{O}_3$ tiene 3 O → 3 CO y 3 $\text{CO}_2$ . $\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\,\text{CO} \rightarrow 2\,\text{Fe} + 3\,\text{CO}_2$ Comprobación: Fe 2/2; C 3/3; O $3 + 3 = 6$ / $3 \cdot 2 = 6$ .

Ajuste de combustiones y neutralizaciones