RESPUESTAS - TAREA # 3 MÉTODOS DE BALANCEO DE ECUACIONES QUÍMICAS

1. Resuelva las siguientes ecuaciones por el método de tanteo:

a) H2O + N2O5 → NHO3 H2O + N2O5 → 2NHO3

b) HCl + Zn → ZnCl2 + H2 2HCl + Zn → ZnCl2 + H2

c) KClO3 → KCl + O2 2KClO3 → 2KCl + 3O2

d) SO2 + O2 → SO3 2SO2 + O2 → 2SO3

e) Cl2 + HI → I2 + HCl Cl2 + 2HI → I2 + 2HCl

2. Resuelva las siguientes ecuaciones por el método algebraico

a. FeS2 + O2 → SO2 + Fe2O3 A B C D Fe: A = 2D A = 1 x 4 = 4 S: 2A = C B = 11/4 x 4 = 11 O: 2B = 2C + 3D C = 2 x 4 = 8 D = ½ x 4 = 2 1 = 2D 2(1) = C 2B = 2(2) + 3(1/2) D = ½ C = 2 B = 11/4 4 FeS2 + 11 O2 → 8 SO2 + 2 Fe2O3

b. HCl + KMnO4 → KCl + MnCl2 + H2O + Cl2 A B C D E F H: A = 2E A = 1 x 16 = 16 Cl: A = C + 2D + 2F B = 1/8 x 16 = 2 K: B = C C = 1/8 x 16 = 2 Mn: B = D D = 1/8 x 16 = 2 O: 4B = E E = ½ x 16 = 8 F = 16/5 x 16 = 5 1 = 2E 4B = ½ 1/8 = D 2F = 1-1/8-2(1/8) E = ½ B = 1/8 1/8 = C F = 5/16 16HCl + 2KMnO4 → 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2

Átomo Reactivos Productos N 2 2 H 2 2

O 5 5

Átomo Reactivos Productos H 2 2 Cl 2 2 Zn 1 1

Átomo Reactivos Productos K 2 2 Cl 2 2

O 6 6

Átomo Reactivos Productos S 2 2 O 6 6

Átomo Reactivos Productos Cl 2 2 H 2 2

I 2 2

Átomo Reactivos Productos Fe 4 4 S 8 8 O 22 16+6

Átomo Reactivos Productos H 16 16 Cl 16 2+4+10 K 2 2

Mn 2 2

O 8 8

c. Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H20 A B C D E Cu: A = C A = 3/8 x 8 = 3 H: B = 2E B = 1 x 8 = 8 N: B = 2C + D C = 3/8 x 8 = 3 O: 3B = 6C + D + E D = ¼ x 8 = 2 E = ½ x 8 = 4 1 = 2E 3(B = 2C + D) E = 2D 1 = 2C + D E = ½ D = ¼ C = 3/8

3 Cu + 8 HNO3 = 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H20

d. K4Fe(CN)6 + KMnO4 + HCl → KCl + FeCl3 + MnCl2 + CO2 + NO + H2O A B C D E F G H I K: 4A + B = D A = 1 x 5 = 5 Fe: A = E B = 43/5 x 5 = 43 C: 6A = G C = 164/5 x 5 = 164 N: 6A = H D = 63/5 x 5 = 63 Mn: B = F E = 1 x 5 = 5 O: 4B = 2G + H + I F = 43/5 x 5 = 43 H: C = 2I G = 6 x 5 = 30 Cl: C = D + 3E + 2F H = 6 x 5 = 30 I = 82/5 x 5 = 82 6(1) = H C = 2I 6(1) = G C = D + 3E + 2F 2I = D + 3E + 2F 8B = 4G + 2H + 2I (duplicamos la ecuación del O) 2I = D+ 3E + 2F 8B – D – 3E – 2F = 4G + 2H (Como B = F, se sustituye F por B) 8B – D – 3E – 2B = 4G + 2H 4A + B = D C = D + 3E + 2F 6B = 4G + 2H + D + 3E 4(1) + 43/5 = D C = 63/5 + 3(1) + 2(43/5) 4A + B = D (se resta) D = 63/5 C = 164/5 5B – 4A = 4G + 2H + 3E 5B – 4(1) = 4(6) + 2(6) + 3(1) C = 2I B = 24+12+3+4/5 I = 82/5 B = 43/5

5K4Fe(CN)6 + 43KMnO4 + 164HCl = 63KCl + 5FeCl3 + 43MnCl2 + 30CO2 + 30NO + 82H2O

e. PbS + HNO3 → Pb(NO3)2 + NO + S + H2O A B C D E F Pb: A = C A = 1 x 3 = 3 S: A = E B = 8/3 x 3 = 8 H: B = 2F C = 1 x 3 = 3 N: B = 2C + D D = 2/3 x 3 = 2 O: 3B = 6C + D + F E = 1 x 3 = 3 F = 4/3 x 3 = 4 B = 2C + D B = 2F D = B – 2C -B = -2F B = 2(4/3) D = 8/3 - 2 = 2C – 2F + D B = 8/3 D = 2/3 3B = 6C + D + F = -2C + 2F - D 3B = 4C + 3F

Átomo Reactivos Productos Cu 3 3 H 8 8 N 8 6 + 2 O 24 18+2+4

ED

DCB

EDCB

+−=

−−=−

++=

2

363

63

-3B = -6F = 4C – 3F F = 4/3 3PbS + 8HNO3 = 3Pb(NO3)2 + 2NO + 3S + 4H2O

3. Resuelva las siguientes ecuaciones por el método del número de la valencia o número de oxidación.

a) +7 -1 +2 0

KMnO4 + AlI3 + H2SO4 = MnSO4 + K2SO4 + Al2(SO4)3 + I2 + H2O Red=5 Ox=3

Luego se duplican los coeficientes por ser impares para facilitar la igualación: Red=5x2=10 Ox=3x2=6

6KMnO4 + 10AlI3 + 24H2SO4 = 6MnSO4 + 3K2SO4 + 5Al2(SO4)3 + 15I2 + 24H2O b)

+1+5-2 +1-2 +2-2 0 +1-2 HNO3 + H2S = NO + S + H20 Red = 3 Ox = 2 2HNO3 + 3H2S = 2NO + 3S + 4H20

c)

+3-1 0 +7 +6 -1 CrI3 + NaOH + Cl2 = NaIO4 + Na2CrO4 + NaCl + H2O Ox=3x1= 3 Red=1x2=2 Ox=8x3=24

27

2CrI3 + 64NaOH + 27Cl2 = 6NaIO4 + 2Na2CrO4 + 54NaCl + 32H2O d)

+2 +1 +3 +3-1 FeSO4 + HBrO + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + FeBr3 + H2O

Red=1x2=2 Red=1 Ox=2x3=6 Ox=5

12FeSO4 + 6HBrO + 3H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + 2FeBr3 + 6H2O e)

0 -1 +5 NaOH + I2 = NaI + NaIO3 + H20

Ox=1 Red=5

6NaOH + 3I2 = 5NaI + NaIO3 + 3H20

4. Resuelva las siguientes ecuaciones por el método del ion electrón

a. -1 +3 +2 0 KI + FeCl3 = FeCl2 + KCl + I2

-1 0 +3 +2 2I = I2 Fe = Fe

Átomo Reactivos Productos Pb 3 3 S 3 3 H 8 8

N 8 6+2 O 24 18+2+4

Inclusión de electrones: 2I – 2e = I2 Fe + 1e = Fe Intercambio de coeficientes y anulación de electrones: 2I – 2e = I2 2Fe + 2e = 2Fe Suma de ecuaciones iónicas: 2I + 2Fe = I2 + 2Fe Ecuación igualada:

2KI + 2FeCl3 = 2FeCl2 + 2KCl + I2

b. -3 +2 0 0

NH3 + CuO = H20 + N2 + Cu

Ecuaciones iónicas igualadas: -3 0 +2 0 2N = N2 Cu = Cu Inclusión de electrones: 2N – 6e = N2 Cu + 2e = Cu Intercambio de coeficientes y anulación de electrones: 1(2N – 6e = N2) 3(Cu + 2e = Cu) Suma de ecuaciones iónicas: 2N + 3Cu = N2 + 3Cu Ecuación igualada:

2NH3 + 3CuO = 3H20 + N2 + 3Cu

c. 0 +2 +3 0

Al + CuSO4 = Al2(SO4)3 + Cu

Ecuaciones iónicas igualadas: 0 +3 +2 0 Al = Al Cu = Cu Inclusión de electrones: Al – 3e = Al Cu + 2e = Cu Intercambio de coeficientes y anulación de electrones: 2(Al – 3e = Al) 3(Cu + 2e = Cu) Suma de ecuaciones iónicas: 2Al + 3Cu = 2Al + 3Cu Ecuación igualada:

2Al + 3CuSO4 = Al2(SO4)3 + 3Cu

d. +7 -1 +2 0 KMnO4 + KI + H2SO4 = K2SO4 + MnSO4 + I2 + H2O

Ecuaciones iónicas igualadas: +7 +2 -1 0 Mn = Mn I = I2 Inclusión de electrones: Mn + 5e = Mn 2I - 2e = I2 Intercambio de coeficientes y anulación de electrones: 2(Mn + 5e = Mn) 5(2I - 2e = I) Suma de ecuaciones iónicas: 2Mn + 10I = 2Mn + 5I Ecuación igualada: 2KMnO4 + 10KI + 8H2SO4 = 6K2SO4 + 2MnSO4 + 5I2 + 8H2O

e. +6 -2 +3 0 K2Cr2O7 + H2S + H2SO4 = K2SO4 + Cr2(SO4)3 + S + H2O

Ecuaciones iónicas igualadas: +6 +3 -2 0 Cr = Cr S = S Inclusión de electrones: Cr + 3e = Cr S - 2e = S Intercambio de coeficientes y anulación de electrones: 2(Cr + 3e = Cr) 3(S - 2e = S) Suma de ecuaciones iónicas: 2Cr + 3S = 2Cr + 3S Ecuación igualada:

K2Cr2O7 + 3H2S + 4H2SO4 = K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3S + 7H2O

5. Resuelva las siguientes ecuaciones por los métodos: algebraico, número de valencia y del ion electrón:

a.

Algebraico: HNO3 + H2S = NO + S + H2O A B C D E H: A + 2B = 2E A = 1 x 2 = 2 N: A = C B = 3/2 x 2 = 3 O: 3A = C + E C = 1 x 2 = 2 S: B = D D = 3/2 x 2 = 3

E = 2 x 2 = 4 3A = C + E A + 2B = 2E E = 3(1) – 1 2B = 2E - A E = 2 B = (2(2) – 1)/2 = 3/2

Ecuación balanceada: 2HNO3 + 3H2S = 2NO + 3S + 4H2O

Número de valencia:

+5 -2 +2 0 HNO3 + H2S = NO + S + H2O Red = 3 Ox=2

Ecuación balanceada: 2HNO3 + 3H2S = 2NO + 3S + 4H2O

Ión electrón:

+5 -2 +2 0 HNO3 + H2S = NO + S + H2O

+5 +2 -2 0 N = N S = S Inclusión de electrones: N + 3e = N S - 2e = S Intercambio de coeficientes y anulación de electrones: 2(N + 3e = N) 3(S - 2e = S) Suma de ecuaciones iónicas: 2N + 3S = 2N + 3S Ecuación balanceada: 2HNO3 + 3H2S = 2NO + 3S + 4H2O

b. Algebraico:

I2 + HNO3 = HI04 + NO + H2O A B C D E I: 2A = C A = 3/14 x 14 = 3 H: B = C + 2E B = 1 x 14 = 14 N: B = D C = 3/7 x 14 = 6 O: 3B = 4C + D + E D = 1 x 14 = 14 E = 2/7 x 14 = 4 3B = 4C + D + E C = B – 2E 2A = C 3B – B = 4C + E C = 1 – 2(2/7) 2A = 3/7 2B = 4C + E C = 3/7 A = 3/14 2(1) = 4(B – 2E) + E 2 = 4B – 8E + E E = 4(1) – 2 / 7 = 2/7 Ecuación igualada: 3I2 + 14HNO3 = 6HI04 + 14NO + 4H2O

Número de valencia: 0 +1+5-2 +1+7-2 +2-2 +1-2 I2 + HNO3 = HI04 + NO + H2O Subíndices: 2+1 = 3 1+1 = 2 I: Ox=7x2 = 14 (se multiplica por el subíndice) N: Red=3x1=3 Ecuación igualada: 3I2 + 14HNO3 = 6HI04 + 14NO + 4H2O

Ión electrón: 0 +5 +7 +2 I2 + HNO3 = HI04 + NO + H2O

0 +7 +5 +2 I2 = 2I N = N

Inclusión de electrones: I2 - 14e = 2I N + 3e = N

Intercambio de coeficientes y anulación de electrones: 3(I2 - 14e = 2I) 14(N + 3e = N)

Suma de ecuaciones iónicas: 3I2 + 14N = 6I + 14N

Ecuación igualada: 3I2 + 14HNO3 = 6HI04 + 14NO + 4H2O

c. Algebraico:

Cu + HNO3 = Cu(NO3)2 + NO + H2O A B C D E Cu: A = C A = 1 x 3 = 3 H: B = 2E B = 8/3 x 3 = 8 N: B = 2C + D C = 1 x 3 = 3 O: 3B = 6C + D + E D = 2/3 x 3 = 2 E = 4/3 x 3 = 4 3B = 6C + D + E B = 2E D = B – 2C B = 2C + D B = 2(4/3) D = 8/3 – 2 2B = 4C + E B = 8/3 D = 2/3 2(2E) = 4 + E 4E – E = 4 E = 4/3 Ecuación igualada: 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Número de valencia: 0 +5 +2 +2 Cu + HNO3 = Cu(NO3)2 + NO + H2O Red=2 Ox=3 La igualación se hace a partir del segundo miembro por la repetición de los átomos de nitrógeno. Ecuación igualada: 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Ión electrón: 0 +5 +2 +2 Cu + HNO3 = Cu(NO3)2 + NO + H2O

0 +2 +5 +2 Cu = Cu N = N

Inclusión de electrones: Cu - 2e = Cu N + 3e = N

Intercambio de coeficientes y anulación de electrones: 3(Cu - 2e = Cu) 2(N + 3e = N)

Suma de ecuaciones iónicas: 3Cu + 2N = 3Cu + 2N

Ecuación igualada: 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O