Balance De Reacciones Quimicas

CAPÍTULO

*

* *

*

Profesor:

2

Julio Oria

Tema

BALANCE DE REACCIONES QUÍMICAS

INTRODUCCIÓN :

En las reacciones químicas, se debe de cumplir el “PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA MATERIA” establecido por Lavoisier, así: Al realizar el balance de una ecuación química, el número de átomos en el primer miembro debe ser igual al número de átomos de los mismos elementos en el segundo miembro, y de esta manera determinar los coeficientes mínimos enteros (coeficientes estequiométricos). MÉTODOS : TANTEO O SIMPLE INSPECCIÓN :

Se utiliza para ecuaciones sencillas. Consiste en tantear los coeficientes de la ecuación y se empieza igualando los átomos del: Metal / No Metal /Hidrógeno/ Oxígeno Ejemplos: N2 + H2 ® NH3 KClO3 ® KCl + O2 C 3H8 + O2 ® CO2 + H2O H2SO4 + KOH ® K2SO4 + H2O REDOX O NÚMERO DE OXIDACIÓN :

Se aplica a reacciones redox en general, tanto los que ocurren en soluciones acuosas y no acuosas. Pasos: 1. Hallar el E.O. de todos los elementos (átomos) que intervienen en la ecuación química. 2. Se realiza el balance atómico de aquellos átomos que experimentan cambios en su E.O; es decir a aquellos que ganan o pierden electrones y determinar cuantos electrones ganan o pierden. 3. Identificamos a los elementos que se oxidan y a los elementos que se reducen. 4. Identificamos los agentes (oxidante y reductor) y las especies (oxidada y reducida). 5. Se equilibran los electrones transferidos es decir se realiza el balance de electrones: # e- perdidos (oxidación) = # e- ganados (reducción). Para esto multiplicamos convenientemente por un número cada una de las semireacciones de oxidación y reducción. 6. Los coeficientes obtenidos en el paso (5) se llevan a la ecuación química original. 7. Completar el balance por tanteo. Primero balancee los átomos que han ganado o perdido electrones, segundo los átomos diferentes al O y al H, tercero los átomos de H y finalmente los átomos de O. * Agente Oxidante.- Es el reactante que contiene al elemento que acepta electrones (se reduce). * Agente Reductor.- Es el reactante que contiene al elemento que dona electrones (se oxida). * Forma o Especie oxidada.- Es el producto que contiene al elemento ya oxidado. * Forma o Especie reducida.- Es el producto que contiene al elemento ya reducido.

Química - 2013

1 QUIMICA - 2.0

Química

Julio Oria

Ejemplos: Agente : H2O Oxidante Agente: K Reductor Agente : HNO3 Oxidante Agente: Cu Reductor Agente : N2 Oxidante

*

Agente: H2 Reductor

ION ELECTRÓN :

Forma : KOH Oxidada Forma : H2 reducida Forma : Cu(NO3)2 Oxidada Forma :NO2 reducida Forma : NH3 Oxidada Forma :NH3 reducida

Se emplea en reacciones iónicas, balanceandolas por el método redox, y donde la reacción entre el agente oxidante y agente reductor se realiza en una solución, que puede ser: ácida, básica o neutra. Pasos: a. Se realizan los mismos pasos que el anterior (redox) hasta la parte (f). b. Para igualar las cargas en ambos lados de la ecuación iónica, según el medio en el que se efectúa el balance se tiene: + - Medio ácido, se añaden iones H en el miembro que haga falta. - Medio básico, se añaden iones OH en el miembro que haga falta. + - Medio neutro, se añaden iones H o OH a formar H2O c. Se iguala el H agregando H2O. Si al llegar a este punto, las demás operaciones han sido efectuadas correctamente al ajustar los átomos de H ajustamos también los átomos de O y quedara igualada la ecuación final.

Química - 2013

2 QUIMICA - 2.0

Química A) 13/23 D) 37/33

Reforzando lo aprendido MÉTODO DEL TANTEO 01. Balancear la siguientes reacciones químicas: * Cl2

+

O2

* Al(s)

+

* P2O3(s)

Cl2(g) +

H2O(l)

F2(g)

* N2O5(s) +

CaBr2(ac) + H2O(l)

H2O(l)

HNO3(l)

®

* HCl(g) + CaO(s) ®

CaCl2(s) + H2O(v)

®

P2O5

* Fe + S8 ®

Fe2S3

* FeS2

+

O2 ®

Ca Mg

Fe2O3

* H2SO4 + Fe(OH)3 ® * C 2H 6

+

O2

* C4H10(g) + O2(g) * H2SO4

+

* CnH2n

+ O2

* Al(s) * CnH2n+2 * CH4

Cl

®

CO2

+

®

CO2(g) + H2O(g)

HCl(ac) ®

AlCl3(ac)

+ H2(g)

O2 ®

CO2 +

H 2O

O2

"

CO + H2O

"

FeCl2 +

* Fe

+

HCl

* Al

+

H2SO4

* N2

+

H2 "

"

E) 15

3+

"

Ca

" " "

2+

2-

S

"

Mg

Cu

"

Cu

Cl2

Al

"

Al

Fe

3-

"

P4

P

3+

S8 2+

03. Balancear por el método redox. a) KMnO4 +

HCl ® KCl + MnCl2 + Cl2+ H2O

b) MnO2 + NaCO3 + KClO3 ® NaMnO4 + CO2 + KCl

H2

c) Zn + HNO3 ® Zn(NO3)2 + NO + H2O

Al2(SO4)3 + H2

d) P4 +

KOH + H2O ®

KH2PO2

+

PH3

NH3

02. Balancear y hallar nCO2/nH2O en: C 6H6 + O 2 " CO2 + H2O A) 2 B) 1/2 C) 3 D) 1/3

04. Balancear y determinar la : FOXIDADA/FREDUCIDA : P 2H 4 ® PH3 + P 4H2 A) 2 B) 2/3 C) 6 D) 1/3 E) 1/6 E) 1/4 05. Balancear e indique la suma de coeficientes de los reactantes. Cu + HNO3 ® Cu(NO3)2 + NO + H2O A) 9 B) 11 C) 13 D) 16 E) 15

03. Balancear y hallar el coeficiente del agua. C2H5OH + O2 ® CO2 + H2O A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 04. La suma de todos los coeficientes que balancean la siguiente reacción es 26. Hallar “n”: CO2 + H2 ® CnH2n + 2 + H 2O A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5

06. Sea: HNO3 + H2S " S + NO + H2O Hallar el coeficiente del agente oxidante: A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 07. Balancear la siguiente reacción química, y determinar la relación: A.O. + A.R Ag + HNO3 ® AgNO3 + NO + H2O A) 4 B) 7 C) 6 D) 10 E) 8

05. Al balancear la siguiente reacción, la suma de coeficientes es igual a 6. Determinar “x” Fe2Ox + H 2O ® Fe(OH)x A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 06. Al balancear, hallar: (a+b)/(m+n) aC12H22 O11 + bO2 ® mCO2 +

Química - 2019

CuO + SO2

02. Indique la(s) semirreacciones(es) de oxidación I. CrO42- ® Cr3+ II. Ag ® Ag1+ 2+ 4+ 1– III. Sn ® Sn IV. I2 ® I A) I y II B) solo I C) II y III D) solo II E) I y III

Al2(SO4)3 + H2O H 2O

®

2+

-

Fe

H 2O

CO2 +

+ +

SO2

Fe2(SO4)3 + H2O

Al(OH)3 ®

+

+

+ O2 ®

MÉTODO DEL ESTADO DE OXIDACIÓN 01. Indicar cuántos electrones se pierden o se ganan en las siguientes semireacciones:

* Na(s) + H2O(l) ® NaOH(ac) + H2(g) * P4 + O2

Cu2S

08. Balancear e indicar el coeficiente del KClO3 . KClO3 + C12H22O11 ® KCl + CO2 + H2O A) 8 B) 9 C) 10 D) 11 E) 13

CF4(g)

®

C) 37/46

II. C5H12 + O2 ® CO2 + H2O A) 9 B) 14 C) 19 D) 12

H3PO3(ac)

®

* Ca(OH)2(ac) + HBr(ac) ® * C(s) +

I.

AlCl3(s)

®

B) 12/11 E) 21/11

07. Balancear e indicar la suma de coeficientes de reactantes.

Cl2O3

®

Julio Oria

08. Balancear y determinar la relación: A.O. / H2O KMnO4 + HBr ® MnBr2 + KBr + Br2 + H2O nH2O

1 I.E.P. SAN ISIDRO - HUARAL

Química A) 1/16

B) 1/8

C) 16

D) 8

E) 1/4

A) 2/5

Julio Oria B) 3/8

C) 2/8

D) 5/2

E) 3/5

09. Balancear e indicar el coeficiente de la F.O. : KNO2 + KClO3 ® KCl + KNO3 A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5

06. Balancear en medio básico, y hallar: H2O - A.O 2+ MnO4 + Cl ® Mn + Cl2 A) 2 B) 4 C) 6 D) 8 E) 10

10. Balancee e indique el coeficiente del A.R. : H2SO4 + NO ® SO2 + HNO3 + H2O A) 3 B) 2 C) 1 D) 5 E) 12

07. Balancear en medio ácido e indicar la suma de los coeficientes. BrO3- + N2H4 ® Br- + N2 A) 16 B) 17 C) 27 D) 40 E) 42

11. Indique la suma de coeficientes para : HNO3 + H2S ® NO2 + S + H2O A) 14 B) 12 C) 8 D) 10 E) 15

08. Balancear en medio ácido, indicando el coeficiente del agua. 2+ Cu + NO " Cu + NO A) 8 B) 4 C) 3 D) 2

12. Indicar respectivamente: A.O. - A.R. KNO2 + H2S + HCl ® NO + S + KCl + H2O a) 2-1 b) 1-2 c) 2-15 d) 2-2 e) 1-1

09. Balancear en medio ácido, e indique la suma de coeficientes de los productos. C2O42+ MnO4- " CO2 + Mn2+ A) 16 B) 18 C) 20 D) 25 E) 22

13. Balancear la ecuación e indique AO/AR: NaClO + AgNO3 ® NaNO3 + AgCl + AgClO3 a) 2/5 b) 3/2 c) 1/3 d) 2/3 e) 1/2

10. Balancear en medio ácido e indique A.O. 2– 2+ 3+ 3+ Cr2O7 + Fe ® Cr + Fe A) 1 B) 6 C) 14 D) 2 E) 7

14. Balancear e indicar la suma de coeficientes totales. NaI + H2SO4 ® H2S + I2 + Na2SO4 + H2O a) 30 b) 24 c) 26 d) 28 e) 25

11. Balancear y hallar la suma de coeficientes del + agente oxidante, H y HIO3 I2 + Cl2 " HIO3 + Cl a) 15 b) 16 c) 17 d) 14 e) 10

15. Balancear e indicar el coeficiente del agua. HI + KMnO4 + H2SO4 ® I2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O A) 6 B) 7 C) 8 D) 9 E) 10

12. Balancear en medio básico, y determine la suma total de coeficientes del H2O y OH 2+ 2+ MnO4 + Cu ® Cu + Mn Cr(OH)3 + IO3- ® CrO42- + IA) 38 B) 19 C) 33 D) 20 E) 40

* ION-ELECTRÓN 01. Balancear en medio ácido las sgtes reacciones. 2+ 3+ 2+ Fe (ac) + MnO4 (ac) ® Fe (ac) + Mn (ac) 2+ 22+ UO (ac) + Cr2O7 (ac) ® UO2 (ac) + Cr3+(ac) Fe2+ + Cl2 ® Cl- + Fe3+ 2® SO22- + Ag+ Ag + SO4

13. Balancear y hallar la suma de coeficientes. H2O2 + MnO4- ® O2 + Mn2+ A) 24 B) 26 C) 30 D) 28 E) 25

02. Balancear en medio básico o alcalino: MnO4 (aq) + CN (aq) ® MnO2(s) + OCN (aq) 2S(s) + OCl (aq) ® SO3 (aq) + Cl (aq) MnO4-(aq) + SO32-(aq) ® Mn2+(aq) + SO42-(aq)

14. El SO2 presente en el aire es el principal responsable del fenómeno de la lluvia ácida. Balancear e indicar el coeficiente del SO2. SO2 + MnO4– ® SO42– + Mn2+ A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5

03. Balancear la siguiente reacción en medio básico y luego indique la suma de coeficientes del agente oxidante, NH3 y H2O Al + NO3- ® Al(OH)4- + NH3 A) 18 B) 26 C) 20 D) 24 E) 28

15. UNI 15-2: Los peroxoboratos (o perboratos) son productos blanqueantes que se emplean en la industria textil, pueden obtenerse mediante la oxidación de los boratos en medio básico. Balancee la siguiente reacción, e indique la relación molar entre el agente reductor y el ión hidróxido (OH ) 22B4O7 (ac) + Cr2O7 (ac) ® BO3 (ac) + Cr(s) A) 2/5 B) 2/3 C) 1/3 D) 3/4 E) 3/2

04. Balancear la siguiente ecuación en medio ácido, y hallar: A.R. / H2O. HNO2 + MnO4- ® NO3- + Mn2+ A) 5/3 B) 5/2 C) 5/4 D) 2/5 E) 4/5 05. Balancear en medio alcalino la siguiente ecuación química e indicar : AO /(F.O + H2O) -2 -2 -2 SO3 + CrO4 " SO4 + Cr(OH)4

Química - 2019

E) 1

2 I.E.P. SAN ISIDRO - HUARAL

Química 16. Balancear la siguiente reacción redox en medio ácido C6H5CHO + Cr2O72- ® C6H5COOH + Cr3+ Indique la(s) proposiciones(es) correctas(s) I. El Cr se reduce y gana 3 moles de – e por cada mol de átomos de Mn. II. El C se oxida y pierde 2 moles de e– por cada mol de átomos de C. III. El ácido benzoico es el agente reductor IV. Hay 6 moles de electrones transferidos por cada mol de agente reductor. V. Se produce 1 mol de H2O por cada mol de iones H+. A) solo II B) I, II y IV C) solo IV D) III y V E) I y II

03. Balance la siguiente ecuación química por el método de cambio en el estado de oxidación y luego marque lo incorrecto: KMnO4 + H2S + H2SO4 ® MnSO4 + S + H2O + K2SO4 A) El agente reductor pierde dos electrones por molécula B) El agente oxidante gana 5 electrones por unidad fórmula C) Se forma 4 mol de H2O por mol de agente oxidante D) El coeficiente de la sustancia espectadora es 1 E) El número de electrones transferidos es 10

17. Balancear la siguiente reacción redox en medio básico: 2+ CH3COOH + MnO4 ® Mn + CO2 La(s) proposiciones incorrectas(s) es (son): I. El Mn se reduce y gana 5 moles de e– por cada mol de átomos de Mn II. El C se oxida y pierde 4 moles de e– por cada mol de átomos de C. III. El ión permanganato es el agente oxidante y el ácido acético es el agente reductor. IV. Hay 40 moles de e– transferidos por cada mol de agente oxidante. V. Hay 1 mol de H2O por cada 24 moles de iones (OH)– A) solo I B) I y V C) solo IV D) III, IV y V E) solo V

04. Dado las siguientes ecuaciones y valores de entalpía estándar. Calcule el calor de reacción a 298 K para C + 2H2 ® CH4 Si las etapas son: C(s) + O2(g) ® CO2(g) DH = -393.5KJ H2O ® H2 + 1/2O2 DH = +285.8KJ CO2(g) + 2H2O(l) ® CH4(g) + 2O2(g) DH = -890.3KJ a) +1569,6KJ b) -1855,4 c) +420,5 d) -1569,6 e) +1855,4 05. El alcohol industrial C2H5OH se obtiene por la reacción. C2H4 + H2O ® C2H5OH Calcule el calor de reacción (entalpía) si se tiene las siguientes ecuaciones: C2H5OH + 3O2 ® 2CO2 + 3H2O DH = -1367KJ C2H4 + 3O2 ® 2CO2 + 2H2O DH = -1411KJ a) +44KJ b) +4,4 c) -44 d) -4,4 e) -88

NIVEL III: 01. (UNI 07-I): Dada la siguiente ecuación redox aKI + bKMnO4 + cHCl " qKCl+ rMnCl2+ sI2+tH2O Indique la alternativa correcta respecto a la formación de un mol de I2 A) se transfieren 2 electrones en el proceso redox B) el coeficiente q=2 C) q+r+s = 6 D) se forman 4 moléculas de agua E) el cloro se reduce

06. Determine la entalpía de la reacción si DH°(grafito)= 0, DH°(SiO2)= -910,9KJ/mol, DH°(SiCl4)= -657KJ/mol, DH°(CO)= 110,5KJ/mol, siendo la reacción: SiO2 + 2C(grafito) + 2Cl2 ® SiCl4 + 2CO a) +40,2KJ b) +32,9 c) -32,9 d) -40,2 e) -63

02. Al balancear la siguiente reacción en medio ácido. +2 C6H12O6 + MnO4 " Mn + CO2 Determine el peso de permanganato de potasio por mol de agua. P.A.(K=39 ; Mn=55 ; 0=16) a) 24g b) 57,45 c) 67,25 d) 48,3 e) 63,2

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07. Para la siguiente gráfica, indique lo incorrecto.

5 I.E.P. LUMBRERAS

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A) Es una reacción endotérmica. B) Su energía de activación es 12kcal/mol. C) Calor de reacción es 1,6 Kcal D) Entalpía del complejo activado es 12,4 kcal/mol E) Entalpía de productos es 8,1 kcal/mol

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7 QUIMICA - 2.0

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