Química de Joseleg La Materia: Resumen leyes de la conservación

Ley de la conservación del número de átomos

Al combinar la teoría atómica con la ley de la conservación de la masa, establecemos que el número de átomos no se crea ni se destruye, solo cambia de lugar en una ecuación o reacción química. Por ende, el número de átomos de un elemento siempre es igual, sin importar que se encuentre a la izquierda o a la derecha de la flecha de reacción.

Si una ecuación química no mantiene la regla anterior significa que está mal planteada y, por lo tanto, debemos modificar los números estequiométricos de forma tal que el número de átomos sea igual a la izquierda y a la derecha de la flecha de reacción.

Tenga en cuenta que el número estequiométrico (v) va a representar que toda la molécula se repite tantas veces como esté indicado por dicho número estequiométrico. Por ejemplo, la expresión 3NaCl Implica necesariamente que hay tres moléculas completas de cloruro de sodio y, por ende, tres átomos de sodio y tres átomos de cloro; 4H₂SO₄ Implica necesariamente que hay cuatro moléculas de ácido sulfúrico que se repiten, por ende, habrá 8 átomos de hidrógeno, cuatro átomos de azufre y 16 átomos de oxígeno.

Existen múltiples formas de encontrar los números estequiométricos correctos, de forma tal que el número de átomos de un elemento, o sea, igual siempre a ambos lados de la flecha de reacción. A esas formas de calcular esos números, ese kilométricos los denominamos los métodos de balanceo de ecuaciones químicas, los cuales se aplican dependiendo de la complejidad de la ecuación química a balancear. Para el nivel de dificultad en el cual ustedes se encuentran, sólo tienen que preocuparse por el primer método de balanceo denominado balanceo por inspección simple, y ese es el más sencillo de todos, porque se aplica a ecuaciones químicas muy cortas, donde es fácil identificar los coeficientes estequiométricos. La clave para dominar el balanceo por inspección simple es dominar una técnica aritmética de primaria denominada como el mínimo común múltiplo.

Aunque no veremos otros métodos de balance del número de átomos, si es conveniente que tenga en cuenta que la ley de la conservación de la masa no es la única que aplica en una ecuación química, pues también se cumple la ley de la conservación de la carga. Para ecuaciones químicas y también para moléculas. La ley de la conservación de la carga establece que la carga neta de un sistema se mantiene constante.

Calculando la fórmula empírica con la ley de la conservación de la carga

A pesar de que no veremos ajuste o balanceo de ecuaciones químicas por medio de la ley de la conservación de la carga, sí que la emplearemos para. Predecir la fórmula empírica de muchas sustancias. La forma que asume la ley de la conservación de la carga para sustancias binarias o que se pueden modelar como binarias es la siguiente.

Las denominamos sustancias binarias, porque estarán establecidas por una parte positiva y una parte negativa. La parte negativa generalmente es un no metal de alta electronegatividad, mientras que la parte positiva va a ser un metal o un no metal con baja electronegatividad. El término (si) representa el subíndice del elemento en la fórmula empírica, Y el término (z) representa el número de carga de la partícula con la cual estamos trabajando, que para los elementos es igual a alguno de sus estados de oxidación, los cuales se pueden encontrar en la tabla periódica.

Los estados de oxidación en la tabla periódica normalmente son resúmenes de los números de carga más comunes, con los cuales podemos trabajar las sustancias, pero no son los únicos y tampoco están completos, pues su naturaleza es ser un simple resumen y deben ser interpretados por alguien que sepa leerlos. Las reglas para interpretar los números de carga son bastante sencillas, en primera instancia debemos asumir siempre que el Estado de oxidación cero está presente, aun cuando en la tabla periódica no se manifieste de manera explícita. Esto se debe a que existen sustancias donde los átomos se encuentran en un número de carga cero o neutral, como cuando están formando sus correspondientes elementos, como en el caso del hidrógeno molecular H₂ o el oxígeno molecular O₂, donde el número de carga de estos elementos será cero. Sin embargo, cuando los elementos forman moléculas con otros elementos diferentes a ellos mismos y aparecerán los números de carga o números de oxidación. Otra regla importante es que el símbolo ± sólo afecta al primer número que se encuentra inmediatamente a la derecha. De esa manera, por ejemplo, para el cloro que en la tabla periódica no reporta a los estados de oxidación ±1, 3, 5, 7 En realidad, podrá presentarse en los Estados de oxidación -1, 0, 1, 3, 5, 7. En otras ocasiones por simple negligencia o tradición, no se presentan estado de oxidación comunes para algunos elementos importantes, por ejemplo, el estado de oxidación -1 del hidrógeno o el estado de oxidación +2 del oxígeno no se presentan, pero el lector debe saber que se encuentran allí.

Para cada uno de los ejemplos se proporciona dos enlaces a la solución, una es en texto y la otra es un video de YouTube, use cualquiera de las dos, pero escriba el procedimiento o el punto será inválido.

(1) (Joseleg-balance-masa-001) Como balancear KClO₃ ⟶ KCl + O₂ por inspección simple

https://quimicadejoselegcuantitativa.blogspot.com/2021/09/Joseleg-balance-masa-001.html

https://youtu.be/QrQmPR21BIY

(2) (Joseleg-balance-masa-002) Como balancear C₂H₆ + O₂ ⟶ CO₂+ H₂O por inspección simple

https://quimicadejoselegcuantitativa.blogspot.com/2021/09/Joseleg-balance-masa-002.html

https://youtu.be/fF5RcHMoxP0

(3) (Química-Chang13-problema-3.59a-b) Balancear por inspección simple o tanteo C + O₂ → CO y CO + O₂ → CO₂

https://quimicadejoselegcuantitativa.blogspot.com/2021/09/Quimica-Chang13-problema-3.59a-b.html

https://youtu.be/OSjmbHpUUzw

(4) (Química-Chang13-problema-3.59c) Balancear por inspección simple o tanteo H₂+ Br₂ → HBr

https://quimicadejoselegcuantitativa.blogspot.com/2021/09/Quimica-Chang13-problema-3.59c.html

https://youtu.be/uZhCmtu_mfU