Reacciones químicas: cómo ajustar una ecuación

Nada se pierde

En una reacción química los átomos no se crean ni se destruyen; solo cambian de pareja. En 1789 el químico francés Antoine Lavoisier, pesándolo todo con cuidado, gases incluidos, demostró que la masa total antes y después de una reacción es la misma. Es la ley de conservación de la masa. Por eso los químicos escriben las ecuaciones con los mismos átomos a ambos lados: reactivos a la izquierda, una flecha y productos a la derecha. Cuando una vela arde y parece desaparecer, la cera se ha convertido en gases que se alejan flotando. La imagen sigue átomos sueltos mientras dejan sus moléculas de origen y se unen a otras nuevas.

El metano que arde, contado

El gas natural es sobre todo metano. Al quemarlo con oxígeno se obtienen dióxido de carbono y agua: CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. Cuenta los átomos. Lado izquierdo: 1 carbono, 4 hidrógenos y 2 × 2 = 4 oxígenos. Lado derecho: 1 carbono, 2 × 2 = 4 hidrógenos y 2 + 2 = 4 oxígenos. Todas las columnas coinciden, así que la ecuación está ajustada. El número grande delante de una fórmula, su coeficiente, multiplica todos los átomos que contiene, mientras que el número pequeño bajo un elemento pertenece solo a ese elemento. Los quemadores de gas necesitan aire fresco: con poco oxígeno producen monóxido de carbono, que es venenoso, así que mantén revisados los aparatos y ventiladas las habitaciones.

Por qué el calor y los catalizadores aceleran

Para que dos partículas reaccionen deben chocar, con suficiente fuerza y de la forma adecuada. El calor hace que las partículas se muevan más rápido, así que hay más choques y más de ellos son lo bastante enérgicos. Como regla aproximada, muchas reacciones van el doble de rápido por cada 10 °C que se calientan, y esa es una razón para guardar la comida en la nevera. Un catalizador ofrece un camino más fácil al reducir la energía necesaria para empezar, y no se consume. Los tubos de escape de los coches usan metales como el platino de catalizadores, y las enzimas de tu cuerpo son catalizadores naturales. Sube la temperatura en la imagen y mira cómo destellan más choques con éxito.

Calor que entra, calor que sale

Las reacciones mueven energía de un sitio a otro. Una reacción exotérmica cede energía a su entorno, normalmente en forma de calor: quemar metano calienta una cocina, porque los productos guardan menos energía química que los reactivos. Un proceso endotérmico absorbe energía, y el entorno se enfría. Las bolsas de frío instantáneo que se venden para las lesiones deportivas usan un cambio endotérmico, una sal que se disuelve en agua. La fotosíntesis también es endotérmica, porque almacena energía de la luz en azúcar. La imagen dibuja la energía como una curva en forma de colina: los productos terminan más abajo en la exotérmica y más arriba en la endotérmica, y la colina intermedia es la energía necesaria para arrancar.

Óxido y hojas

La química también está al aire libre. El hierro se oxida cuando se encuentra con el oxígeno en presencia de agua: 4 Fe + 3 O₂ → 2 Fe₂O₃, y el agua se suma para formar la variante hidratada, naranja y descamada. Comprueba los átomos: 4 Fe a la izquierda y 2 × 2 = 4 a la derecha; 3 × 2 = 6 O a la izquierda y 2 × 3 = 6 a la derecha. En las hojas, la fotosíntesis usa luz: 6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂. Carbono: 6 y 6. Hidrógeno: 12 y 12. Oxígeno: 12 + 6 = 18 a la izquierda y 6 + 12 = 18 a la derecha. Las plantas fabrican azúcar con aire y agua y liberan el oxígeno que respiramos.

Ajusta una ecuación

Ahora ajusta una tú mismo. Bajo la imagen fijas el coeficiente de cada sustancia, y los contadores muestran los átomos de la izquierda y de la derecha. Cambia solo coeficientes, nunca los números pequeños dentro de una fórmula. Método: empieza por un átomo que aparezca en una sola sustancia a cada lado y deja para el final los elementos que van solos. Ejemplo resuelto: H₂ + O₂ → H₂O. El oxígeno es 2 a la izquierda y 1 a la derecha, así que escribe 2 H₂O. Ahora el hidrógeno es 2 a la izquierda y 4 a la derecha, así que escribe 2 H₂. El resultado 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O tiene 4 H y 2 O a cada lado. Luego prueba con Fe + O₂ → Fe₂O₃ y compruébalo con 4, 3 y 2.

Reacciones químicas