Ejercicio resuelto de Reacciones químicas · Física y Química I

Ajusta las siguientes ecuaciones químicas:

a) $\text{Fe}+{\text{O}}_2\to {\text{Fe}}_2{\text{O}}_3$
b) $\text{HCl}+\text{Ca}(\text{OH}{)}_2\to {\text{CaCl}}_2+{\text{H}}_2\text{O}$
c) ${\text{CH}}_4+{\text{O}}_2\to {\text{CO}}_2+2{\text{H}}_2\text{O}$
d) ${\text{KClO}}_3\to \text{KCl}+{\text{O}}_2$

En una reacción química los átomos no se crean ni se destruyen, solo se reordenan: es la ley de conservación de la masa de Lavoisier. Por eso cada elemento tiene que aparecer el mismo número de veces a los dos lados de la flecha:
$\boxed{{\displaystyle \acute{\text{a}}\text{tomos de X}\text{\hspace{0.17em}⁣}:\text{reactivos}=\text{productos}}}$
Ajustar es conseguirlo poniendo coeficientes delante de las fórmulas.

$\mathbf{\text{a)}}$ Se cuentan los átomos de cada elemento a los dos lados, con la ecuación tal y como está escrita:
$\text{Fe}\text{\hspace{0.17em}⁣}:1\text{ frente a }2;\text{O}\text{\hspace{0.17em}⁣}:2\text{ frente a }3$
No cuadran el hierro ni el oxígeno, así que hay que poner coeficientes delante de las fórmulas. Los subíndices no se tocan nunca: cambiarlos sería cambiar la sustancia. Se empieza por los elementos que aparecen en menos sitios y se deja el oxígeno para el final.
El hierro solo está en $\text{Fe}$ y ${\text{Fe}}_2{\text{O}}_3$, y para cuadrarlo bastaría con 2 $\text{Fe}$ y 1 ${\text{Fe}}_2{\text{O}}_3$. Pero entonces habría que poner ${\displaystyle \frac{3}{2}}$ delante de ${\text{O}}_2$, y los coeficientes tienen que ser números enteros: se multiplica todo por 2 y se pone un 4 delante de $\text{Fe}$ y un 2 delante de ${\text{Fe}}_2{\text{O}}_3$. Quedan $4=2\cdot 2$ átomos a cada lado.
El oxígeno solo está en ${\text{O}}_2$ y ${\text{Fe}}_2{\text{O}}_3$: se pone un 3 delante de ${\text{O}}_2$. Quedan $3\cdot 2=2\cdot 3$ átomos a cada lado.
La ecuación ajustada queda:
$\mathbf{4}\text{Fe}+\mathbf{3}{\text{O}}_2\to \mathbf{2}{\text{Fe}}_2{\text{O}}_3$
Y el recuento ya cuadra:
$\text{Fe}\text{\hspace{0.17em}⁣}:4=2\cdot 2;\text{O}\text{\hspace{0.17em}⁣}:3\cdot 2=2\cdot 3$


$\mathbf{\text{b)}}$ Se cuentan los átomos de cada elemento a los dos lados, con la ecuación tal y como está escrita:
$\text{Ca}\text{\hspace{0.17em}⁣}:1=1;\text{Cl}\text{\hspace{0.17em}⁣}:1\text{ frente a }2;\text{H}\text{\hspace{0.17em}⁣}:1+2\text{ frente a }2;\text{O}\text{\hspace{0.17em}⁣}:2\text{ frente a }1$
No cuadran el cloro ni el hidrógeno ni el oxígeno, así que hay que poner coeficientes delante de las fórmulas. Los subíndices no se tocan nunca: cambiarlos sería cambiar la sustancia. Se empieza por los elementos que aparecen en menos sitios y se dejan el hidrógeno y el oxígeno para el final.
El calcio ya está cuadrado de partida. Queda 1 átomo a cada lado.
El cloro solo está en $\text{HCl}$ y ${\text{CaCl}}_2$: se pone un 2 delante de $\text{HCl}$. Quedan 2 átomos a cada lado.
El hidrógeno está en $\text{HCl}$, $\text{Ca}(\text{OH}{)}_2$ y ${\text{H}}_2\text{O}$: se pone un 2 delante de ${\text{H}}_2\text{O}$. Quedan $2+2=2\cdot 2$ átomos a cada lado.
El oxígeno queda cuadrado con lo puesto hasta aquí. Quedan 2 átomos a cada lado.
La ecuación ajustada queda:
$\mathbf{2}\text{HCl}+\text{Ca}(\text{OH}{)}_2\to {\text{CaCl}}_2+\mathbf{2}{\text{H}}_2\text{O}$
Y el recuento ya cuadra:
$\text{Ca}\text{\hspace{0.17em}⁣}:1=1;\text{Cl}\text{\hspace{0.17em}⁣}:2=2;\text{H}\text{\hspace{0.17em}⁣}:2+2=2\cdot 2;\text{O}\text{\hspace{0.17em}⁣}:2=2$


$\mathbf{\text{c)}}$ Se cuentan los átomos de cada elemento a los dos lados, con la ecuación tal y como está escrita:
$\text{C}\text{\hspace{0.17em}⁣}:1=1;\text{H}\text{\hspace{0.17em}⁣}:4=2\cdot 2;\text{O}\text{\hspace{0.17em}⁣}:2\text{ frente a }2+2$
No cuadra el oxígeno, así que hay que poner coeficientes delante de las fórmulas. Los subíndices no se tocan nunca: cambiarlos sería cambiar la sustancia. Se empieza por los elementos que aparecen en menos sitios y se dejan el hidrógeno y el oxígeno para el final.
El carbono ya está cuadrado de partida. Queda 1 átomo a cada lado.
El hidrógeno ya está cuadrado de partida. Quedan $4=2\cdot 2$ átomos a cada lado.
El oxígeno está en ${\text{O}}_2$, ${\text{CO}}_2$ y ${\text{H}}_2\text{O}$: se pone un 2 delante de ${\text{O}}_2$. Quedan $2\cdot 2=2+2$ átomos a cada lado.
La ecuación ajustada queda:
${\text{CH}}_4+\mathbf{2}{\text{O}}_2\to {\text{CO}}_2+\mathbf{2}{\text{H}}_2\text{O}$
Y el recuento ya cuadra:
$\text{C}\text{\hspace{0.17em}⁣}:1=1;\text{H}\text{\hspace{0.17em}⁣}:4=2\cdot 2;\text{O}\text{\hspace{0.17em}⁣}:2\cdot 2=2+2$


$\mathbf{\text{d)}}$ Se cuentan los átomos de cada elemento a los dos lados, con la ecuación tal y como está escrita:
$\text{Cl}\text{\hspace{0.17em}⁣}:1=1;\text{K}\text{\hspace{0.17em}⁣}:1=1;\text{O}\text{\hspace{0.17em}⁣}:3\text{ frente a }2$
No cuadra el oxígeno, así que hay que poner coeficientes delante de las fórmulas. Los subíndices no se tocan nunca: cambiarlos sería cambiar la sustancia. Se empieza por los elementos que aparecen en menos sitios y se deja el oxígeno para el final.
El cloro solo está en ${\text{KClO}}_3$ y $\text{KCl}$, y con un 1 delante de cada uno ya cuadraría. Pero entonces habría que poner ${\displaystyle \frac{3}{2}}$ delante de ${\text{O}}_2$, y los coeficientes tienen que ser números enteros: se multiplica todo por 2 y se pone un 2 delante de ${\text{KClO}}_3$ y un 2 delante de $\text{KCl}$. Quedan 2 átomos a cada lado.
El potasio queda cuadrado con lo puesto hasta aquí. Quedan 2 átomos a cada lado.
El oxígeno solo está en ${\text{KClO}}_3$ y ${\text{O}}_2$: se pone un 3 delante de ${\text{O}}_2$. Quedan $2\cdot 3=3\cdot 2$ átomos a cada lado.
La ecuación ajustada queda:
$\mathbf{2}{\text{KClO}}_3\to \mathbf{2}\text{KCl}+\mathbf{3}{\text{O}}_2$
Y el recuento ya cuadra:
$\text{Cl}\text{\hspace{0.17em}⁣}:2=2;\text{K}\text{\hspace{0.17em}⁣}:2=2;\text{O}\text{\hspace{0.17em}⁣}:2\cdot 3=3\cdot 2$