Balanceo de Ecuaciones REDOX

MÉTODO
DE LA MEDIA REACCIÓN O DEL IÓN-ELECTRÓN

Para entender este método se debe tener claro las disociaciones de ácidos, bases y
sales (electrolitos) estudiados en el Equilibrio Iónico.

Los ácidos se disocian en H⁺ y el anión negativo.

Ejemplo:

HNO₃ se disocia en H⁺ NO₃^-

H₂SO₄ se disocia en H₂⁺ y SO₄ ^-2

₃PO₄ se disocia en H₃⁺PO₄^-3

Las bases se disocian en el catión positivo y el OH^-

Ejemplo:

NaOH se disocia en Na⁺OH^-

M_g(OH)_{2 s}e disocia en Mg⁺²(OH)₂^-

Al(OH)₃ se disocia en Al⁺³ (OH)₃^-

Las sales se disocian en catión positivo y el anión negativo.

Ejemplo:

A_gCl se disocia en Ag⁺Cl^-

AgNO₃ se disocia en Ag⁺NO₃^-

Cu(NO₃)₂ se disocia en Cu⁺² (NO₃)₂^-

Al₂(SO₄)₃ se disocia en Al₂⁺³ (SO₄)₃^-2

PASOS PARA IGUALAR ECUACIONES POR IÓN-ELECTRÓN

1.- Si la ecuación está en forma molecular pasarla a forma iónica. Aquí hay que tener en cuenta que los elementos libres, los óxidos, el H₂O _y el H₂O₂ no se disocian, sólo se disocian los electrolitos (ácidos, bases y sales).

Ilustraremos todos los pasos con el siguiente ejemplo:




I₂ + HNO₃ -------> HIO₃ + NO + H₂O (Molecular)

Se pasa a forma iónica;

<sub>I2 + H⁺NO3^- -----------> H⁺IO3^- + NO + H2O (Iónica)



2.- Se escribe por separado el esqueleto de las ecuaciones iónicas parciales del agente oxidante y el agente reductor.

I2 ------------> IO3^-</sub>

NO₃^- --------> NO

3.- Se balancea por tanteo (inspección) los átomos distintos de H y O :


I₂ ----------> 2IO₃^-

NO3- ----------> NO
4.- Igualar los átomos de oxígenos agregando moléculas de H₂O para balancear los oxígenos:

I₂ + 6H₂O --------> 2IO₃^-

NO₃^- ---------> NO + 2 H₂O

5.- Igualar los átomos de hidrógenos H⁺(iones hidrógenos) donde falta hidrógeno.
I₂ + 6H₂O -----> 2I ₃^- + 12H⁺

NO₃^- + 4H⁺ ---------> NO + 2H₂O

6.- Contar la carga total en ambos lados de cada ecuación parcial y agregar e- en el miembro deficiente en carga negativa (-) o que tenga exceso de carga positiva (+)

I₂ + 6H₂O ---------> 2IO₃^- + 12H⁺ + 10 e^- (oxidación)

NO₃^- + 4H⁺ + 3e^- ------> NO + 2H2O (reducción)

7.- Igualar el número de e- perdidos por el agente reductor, con los e- ganados por el agente oxidante, multiplicando las ecuaciones parciales por los número mínimos necesario para esto.

3 x (I₂ + 6H₂O ----->2IO₃^- + 12H⁺ + lOe^-)




10x (NO₃^- + 4H⁺ + 3e^- ------->NO + 2H₂O)

8.- Súmese las dos medias reacciones cancelando cualquier cantidad de e-, H+, OH- o H2O que aparezca en ambos lados, con lo cual se obtendrá la ecuación finalmente balanceada.

3 I₂ + 18 H₂O ------->6 IO₃^- + 36H⁺ + 30 e-

10 NO₃^- + 40 H⁺ + 30 e^- -------> 10 NO + 20 H₂O

SUMANDO:

3I₂ + 10NO₃^- + 4H⁺ --------> 6IO₃^- + 10NO + 2H₂O

-Si la ecuación fue dada originalmente en forma iónica, ésta es la respuesta del problema.

-Si la ecuación fue dada originalmente en forma molecular; se trasladan estos coeficientes a la ecuación molecular y se inspeccionan el balanceo de la ecuación:

3I₂ + 10HNO₃ -------> 6HIO₃ + 10NO + 2H2O

Problema de Equilibrio Quimico Resuelto

Enunciado:
Un estudiante, trabajando en equilibrio

I2(g) <----> 2I (g)

A alta temperatura pone 0,10 moles de I2(g) en un recipiente de 1L, observa que la presión total de equilibrio es un 40% mas alta que la inicial. Cual es el valor de Kc para esta reacción?

SOLUCION AL PROBLEMA:

I2(g) <----> 2I (g) ........ecuación en el equilibrio

0,1 <---->0,00 ..............inicialmente

-x <----> +2x..................cambio para llegar al equilibrio (el signo – significa se consume, el + se forma)

0,1- x <---->2x..............en el equilibrio


Recuerden que la presión de un sistema gaseoso depende del número de moles que hay en el sistema (PV =nRT), entonces si un sistema aumenta su presión un 40% es de suponer que el numero de moles ha subido en un 40% mas (si no ha cambiado el volumen, ni la temperatura).

Por tanto en este problema
En el equilibrio habrá 40% mas de número de moles que al inicio, esto es;

n moles en equilibrio = 1,4 x n moles iniciales (1,4 significa matemáticamente 40% más)
n mol eq. = 1,4 x 0,1 moles = 0,14 moles

Entonces:

En el equilibrio:

(0,1 – x) + 2x = 0,14 por lo que x = 0,04 (despejando x)

La Ecuación de Kc es:

Kc = [I]2/[I2] = (2x)2/(0,1-x) = [2(0,04)]2/(0,1-0,04) = 0,11