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Física y Química 3.º ESO · Ajuste de ecuaciones químicas por tanteo

Ajuste de ecuaciones químicas por tanteo

Objetivo: Al terminar, sabrás ajustar por tanteo ecuaciones químicas sencillas, con dos o tres sustancias, cambiando solo los coeficientes, y comprobar el ajuste contando los átomos de cada elemento a cada lado.

Explicación

¿Por qué hay que ajustar?

En una reacción los átomos no se crean ni se destruyen: solo se reorganizan. Por eso, en la ecuación química tiene que haber el mismo número de átomos de cada elemento a cada lado de la flecha. Cuando ocurre, decimos que la ecuación está ajustada (o igualada).

El esquema de la formación del agua, H2+O2→H2O\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O}, no está ajustado: hay 2 átomos de O a la izquierda y solo 1 a la derecha.

Método de tanteo

  1. Escribe las fórmulas correctas de reactivos y productos. A partir de aquí, los subíndices no se cambian nunca.
  2. Cuenta los átomos de cada elemento a cada lado (mejor en una tabla).
  3. Pon coeficientes delante de las fórmulas para igualar un elemento cada vez. Empieza por el que aparece en la fórmula más complicada y deja para el final los elementos que van solos (O2\text{O}_2, H2\text{H}_2, Cl2\text{Cl}_2, metales…).
  4. Vuelve a contar: al cambiar un coeficiente cambian todos los átomos de esa fórmula, y puede desajustarse otro elemento.
  5. Comprueba que todo cuadra y que los coeficientes son los enteros más pequeños posibles.

Ejemplo: la formación del agua

Paso Ecuación H (izq. / dcha.) O (izq. / dcha.)
Esquema H2+O2→H2O\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O} 2 / 2 2 / 1 ✘
Igualamos O: 2 delante del agua H2+O2→2 H2O\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{H}_2\text{O} 2 / 4 ✘ 2 / 2
Igualamos H: 2 delante del hidrógeno 2 H2+O2→2 H2O2\,\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{H}_2\text{O} 4 / 4 2 / 2

Ecuación ajustada: 2 H2+O2→2 H2O2\,\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{H}_2\text{O}

Truco para el oxígeno: si a un lado hay 2 átomos de O y al otro 3 (como en O2\text{O}_2 y Al2O3\text{Al}_2\text{O}_3), busca el mínimo común múltiplo (6): 3 moléculas de O2\text{O}_2 y 2 unidades de Al2O3\text{Al}_2\text{O}_3.

Puntos clave

  • Una ecuación está ajustada si hay los mismos átomos de cada elemento a cada lado.
  • Solo se cambian los coeficientes; los subíndices nunca.
  • Se iguala un elemento cada vez y se vuelve a contar después de cada cambio.
  • Los elementos que van solos (O₂, H₂, metales) se ajustan al final.
  • Si un elemento tiene 2 átomos a un lado y 3 al otro, se usa el mínimo común múltiplo (6).
  • Al terminar se comprueba con una tabla y se dejan los coeficientes enteros más pequeños.

Errores frecuentes

  • ErrorCambiar un subíndice para igualar: H2+O2→H2O2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O}_2.

    Cómo corregirloEso cambia la sustancia (agua oxigenada en vez de agua). Pon coeficientes delante: 2 H2+O2→2 H2O2\,\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{H}_2\text{O}.

  • ErrorPoner el coeficiente en medio de la fórmula: H22O\text{H}_2 2\text{O}.

    Cómo corregirloEl coeficiente va siempre delante de toda la fórmula y la multiplica entera: 2 H2O2\,\text{H}_2\text{O}.

  • ErrorNo volver a contar después de poner un coeficiente.

    Cómo corregirloUn coeficiente cambia todos los elementos de esa fórmula. Repite la tabla después de cada cambio.

  • ErrorDejar coeficientes que se pueden simplificar: 4 H2+2 O2→4 H2O4\,\text{H}_2 + 2\,\text{O}_2 \rightarrow 4\,\text{H}_2\text{O}.

    Cómo corregirloDivide todos los coeficientes entre su divisor común: 2 H2+O2→2 H2O2\,\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{H}_2\text{O}.

Ejemplos resueltos

  1. Ejemplo 1. El amoníaco de los abonos numérico (paso a paso)

    El amoníaco (NH3\text{NH}_3) se fabrica a partir del nitrógeno del aire y de hidrógeno, y con él se hacen abonos para el campo. Ajusta: N2+H2→NH3\text{N}_2 + \text{H}_2 \rightarrow \text{NH}_3

    Resolución

    1. Contamos: N 2 / 1 ✘; H 2 / 3 ✘.
    2. Igualamos N (está en la fórmula más complicada, NH3\text{NH}_3): ponemos 2 delante del amoníaco. N2+H2→2 NH3\text{N}_2 + \text{H}_2 \rightarrow 2\,\text{NH}_3 → N 2 / 2 ✔; H 2 / 6 ✘.
    3. Igualamos H: necesitamos 6 átomos a la izquierda, es decir, 3 moléculas de H2\text{H}_2. N2+3 H2→2 NH3\text{N}_2 + 3\,\text{H}_2 \rightarrow 2\,\text{NH}_3
    Elemento Reactivos Productos
    N 2 2⋅1=22 \cdot 1 = 2
    H 3⋅2=63 \cdot 2 = 6 2⋅3=62 \cdot 3 = 6

    Ecuación ajustada: N2+3 H2→2 NH3\text{N}_2 + 3\,\text{H}_2 \rightarrow 2\,\text{NH}_3

  2. Ejemplo 2. Sodio y cloro con bolas modelo de bolas (ajuste con dibujos)

    El sodio reacciona con el cloro y forma cloruro de sodio, la sal común: Na+Cl2→NaCl\text{Na} + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{NaCl}. Ajústala dibujando las partículas (◇ = Na; ◆ = Cl).

    Resolución

    Una molécula de cloro tiene dos átomos de Cl (◆◆), y cada unidad de NaCl\text{NaCl} lleva uno (◇◆). Así que una molécula ◆◆ da para dos unidades de cloruro de sodio, y para eso hacen falta dos átomos de sodio:

    ◇ ◇ ◆◆ → ◇◆ ◇◆

    Ecuación ajustada: 2 Na+Cl2→2 NaCl2\,\text{Na} + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\,\text{NaCl}

    Comprobación: Na 2 / 2; Cl 2 / 2. ✔

  3. Ejemplo 3. El papel de aluminio situación real (mínimo común múltiplo)

    El aluminio está siempre cubierto por una capa finísima de óxido de aluminio (Al2O3\text{Al}_2\text{O}_3), que se forma al reaccionar con el oxígeno del aire y lo protege de la corrosión. Ajusta: Al+O2→Al2O3\text{Al} + \text{O}_2 \rightarrow \text{Al}_2\text{O}_3

    Resolución

    1. Contamos: Al 1 / 2 ✘; O 2 / 3 ✘.
    2. Empezamos por el O: hay 2 a la izquierda y 3 a la derecha. El mínimo común múltiplo de 2 y 3 es 6: ponemos 3 delante del O2\text{O}_2 (3⋅2=63 \cdot 2 = 6) y 2 delante del Al2O3\text{Al}_2\text{O}_3 (2⋅3=62 \cdot 3 = 6). Al+3 O2→2 Al2O3\text{Al} + 3\,\text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{Al}_2\text{O}_3 → O 6 / 6 ✔; Al 1 / 4 ✘.
    3. Igualamos el Al (va solo, por eso lo dejamos para el final): 4 delante. 4 Al+3 O2→2 Al2O34\,\text{Al} + 3\,\text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{Al}_2\text{O}_3
    Elemento Reactivos Productos
    Al 4 2⋅2=42 \cdot 2 = 4
    O 3⋅2=63 \cdot 2 = 6 2⋅3=62 \cdot 3 = 6

Ejercicios

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

  1. 1. Fácil

    Ajusta: a) H2+Cl2→HCl\text{H}_2 + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{HCl}; b) C+O2→CO\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}

    Ver solución

    a) H₂ + Cl₂ → 2 HCl. b) 2 C + O₂ → 2 CO.

    a) H: 2 / 1 y Cl: 2 / 1. Con 2 delante del HCl: H 2 / 2, Cl 2 / 2. H2+Cl2→2 HCl\text{H}_2 + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\,\text{HCl} b) O: 2 / 1 → 2 delante del CO: O 2 / 2, C 1 / 2 → 2 delante del C. 2 C+O2→2 CO2\,\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{CO}

  2. 2. Fácil

    Ajusta: a) Mg+O2→MgO\text{Mg} + \text{O}_2 \rightarrow \text{MgO}; b) Ca+O2→CaO\text{Ca} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CaO}

    Ver solución

    a) 2 Mg + O₂ → 2 MgO. b) 2 Ca + O₂ → 2 CaO.

    a) O: 2 / 1 → 2 delante del MgO; ahora Mg: 1 / 2 → 2 delante del Mg. 2 Mg+O2→2 MgO2\,\text{Mg} + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{MgO} (Mg 2/2; O 2/2). b) Igual: 2 Ca+O2→2 CaO2\,\text{Ca} + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{CaO} (Ca 2/2; O 2/2).

  3. 3. Media

    Ajusta estas descomposiciones: a) la del agua oxigenada, H2O2→H2O+O2\text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{O}_2; b) la del óxido de mercurio(II), con la que Lavoisier y Priestley obtuvieron oxígeno, HgO→Hg+O2\text{HgO} \rightarrow \text{Hg} + \text{O}_2.

    Ver solución

    a) 2 H₂O₂ → 2 H₂O + O₂. b) 2 HgO → 2 Hg + O₂.

    a) H ya está igualado (2 / 2), pero O: 2 / 3 ✘. Probamos 2 delante del H2O2\text{H}_2\text{O}_2 y 2 delante del H2O\text{H}_2\text{O}: H 4 / 4; O 4 / 2+2=42 + 2 = 4. ✔ 2 H2O2→2 H2O+O22\,\text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 b) O: 1 / 2 → 2 delante del HgO; Hg: 2 / 1 → 2 delante del Hg. 2 HgO→2 Hg+O22\,\text{HgO} \rightarrow 2\,\text{Hg} + \text{O}_2 (Hg 2/2; O 2/2).

  4. 4. Media

    Ajusta: a) Fe+O2→Fe2O3\text{Fe} + \text{O}_2 \rightarrow \text{Fe}_2\text{O}_3; b) N2+O2→NO2\text{N}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{NO}_2 (el gas pardo de la contaminación de las ciudades).

    Ver solución

    a) 4 Fe + 3 O₂ → 2 Fe₂O₃. b) N₂ + 2 O₂ → 2 NO₂.

    a) O: 2 / 3 → m.c.m. 6: 3 O2\text{O}_2 y 2 Fe2O3\text{Fe}_2\text{O}_3. Fe: 1 / 4 → 4 Fe. 4 Fe+3 O2→2 Fe2O34\,\text{Fe} + 3\,\text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{Fe}_2\text{O}_3 (Fe 4/4; O 6/6). b) N: 2 / 1 → 2 delante del NO2\text{NO}_2: O 2 / 4 → 2 delante del O2\text{O}_2. N2+2 O2→2 NO2\text{N}_2 + 2\,\text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{NO}_2 (N 2/2; O 4/4).

  5. 5. Difícil

    Comprueba con una tabla cuáles de estas ecuaciones están bien ajustadas y corrige las que no lo estén: a) 2 H2+O2→2 H2O2\,\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{H}_2\text{O} b) N2+H2→2 NH3\text{N}_2 + \text{H}_2 \rightarrow 2\,\text{NH}_3 c) 2 SO2+O2→2 SO32\,\text{SO}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{SO}_3 d) H2+O2→H2O2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O}_2

    Ver solución

    a) Sí. b) No: N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃. c) Sí. d) Sí (es la formación del agua oxigenada).

    a) H 4/4; O 2/2 → ajustada. b) N 2/2; H 2/6 → no. Corregida: N2+3 H2→2 NH3\text{N}_2 + 3\,\text{H}_2 \rightarrow 2\,\text{NH}_3. c) S 2/2; O 4+2=64 + 2 = 6 / 2⋅3=62 \cdot 3 = 6 → ajustada. d) H 2/2; O 2/2 → ajustada. Es una reacción distinta de la formación del agua: aquí se forma peróxido de hidrógeno. Lo que no se puede hacer es cambiar la fórmula del producto para ajustar otra reacción.

Para practicar más

  1. 1. Fácil

    Ajusta (si ya está ajustada, dilo): a) H2+Br2→HBr\text{H}_2 + \text{Br}_2 \rightarrow \text{HBr}; b) S+O2→SO2\text{S} + \text{O}_2 \rightarrow \text{SO}_2

    Ver solución

    a) H₂ + Br₂ → 2 HBr. b) Ya está ajustada.

    a) H 2/1 y Br 2/1 → 2 delante del HBr: H2+Br2→2 HBr\text{H}_2 + \text{Br}_2 \rightarrow 2\,\text{HBr}. b) S 1/1; O 2/2 → ya está ajustada (todos los coeficientes son 1).

  2. 2. Fácil

    Ajusta: a) K+Cl2→KCl\text{K} + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{KCl}; b) Na+O2→Na2O\text{Na} + \text{O}_2 \rightarrow \text{Na}_2\text{O}

    Ver solución

    a) 2 K + Cl₂ → 2 KCl. b) 4 Na + O₂ → 2 Na₂O.

    a) Cl 2/1 → 2 KCl; K 1/2 → 2 K. 2 K+Cl2→2 KCl2\,\text{K} + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\,\text{KCl} b) O 2/1 → 2 Na2O\text{Na}_2\text{O}; Na 1/4 → 4 Na. 4 Na+O2→2 Na2O4\,\text{Na} + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{Na}_2\text{O} (Na 4/4; O 2/2)

  3. 3. Media

    Ajusta estas descomposiciones: a) la del clorato de potasio, que se usaba para obtener oxígeno en el laboratorio: KClO3→KCl+O2\text{KClO}_3 \rightarrow \text{KCl} + \text{O}_2; b) la del amoníaco: NH3→N2+H2\text{NH}_3 \rightarrow \text{N}_2 + \text{H}_2

    Ver solución

    a) 2 KClO₃ → 2 KCl + 3 O₂. b) 2 NH₃ → N₂ + 3 H₂.

    a) K y Cl ya están igualados (1/1). O: 3/2 → m.c.m. 6: 2 KClO3\text{KClO}_3 y 3 O2\text{O}_2. Ahora K y Cl: 2/1 → 2 KCl. 2 KClO3→2 KCl+3 O22\,\text{KClO}_3 \rightarrow 2\,\text{KCl} + 3\,\text{O}_2 (K 2/2; Cl 2/2; O 6/6) b) N 1/2 → 2 NH3\text{NH}_3; H 6/2 → 3 H2\text{H}_2. 2 NH3→N2+3 H22\,\text{NH}_3 \rightarrow \text{N}_2 + 3\,\text{H}_2 (N 2/2; H 6/6)

  4. 4. Media

    Ajusta: a) CO+O2→CO2\text{CO} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 (la combustión del monóxido de carbono); b) Fe+Cl2→FeCl3\text{Fe} + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{FeCl}_3

    Ver solución

    a) 2 CO + O₂ → 2 CO₂. b) 2 Fe + 3 Cl₂ → 2 FeCl₃.

    a) O: 1+2=31 + 2 = 3 / 2. Con 2 CO y 2 CO2\text{CO}_2: C 2/2; O 2+2=42 + 2 = 4 / 4. 2 CO+O2→2 CO22\,\text{CO} + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{CO}_2 b) Cl 2/3 → m.c.m. 6: 3 Cl2\text{Cl}_2 y 2 FeCl3\text{FeCl}_3; Fe 1/2 → 2 Fe. 2 Fe+3 Cl2→2 FeCl32\,\text{Fe} + 3\,\text{Cl}_2 \rightarrow 2\,\text{FeCl}_3 (Fe 2/2; Cl 6/6)

  5. 5. Difícil

    Ajusta y comprueba con una tabla: a) NO+O2→NO2\text{NO} + \text{O}_2 \rightarrow \text{NO}_2; b) Fe+O2→Fe3O4\text{Fe} + \text{O}_2 \rightarrow \text{Fe}_3\text{O}_4 (el óxido negro que se forma al quemar lana de acero); c) Al+S→Al2S3\text{Al} + \text{S} \rightarrow \text{Al}_2\text{S}_3

    Ver solución

    a) 2 NO + O₂ → 2 NO₂. b) 3 Fe + 2 O₂ → Fe₃O₄. c) 2 Al + 3 S → Al₂S₃.

    a) N ya igualado; O 1+2=31 + 2 = 3 / 2. Con 2 NO y 2 NO2\text{NO}_2: N 2/2; O 2+2=42 + 2 = 4 / 4. 2 NO+O2→2 NO22\,\text{NO} + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{NO}_2 b) O 2/4 → 2 O2\text{O}_2; Fe 1/3 → 3 Fe. 3 Fe+2 O2→Fe3O43\,\text{Fe} + 2\,\text{O}_2 \rightarrow \text{Fe}_3\text{O}_4 (Fe 3/3; O 4/4) c) Al 1/2 → 2 Al; S 1/3 → 3 S. 2 Al+3 S→Al2S32\,\text{Al} + 3\,\text{S} \rightarrow \text{Al}_2\text{S}_3 (Al 2/2; S 3/3)

¿Cómo te ha ido con esta lección?