▷ Qué INFORMACIÓN contiene una ECUACIÓN QUÍMICA

Reacciones químicas y ecuaciones químicas

Los especialistas en la materia han desarrollado una forma estándar para representarlas por medio de ecuaciones químicas. Una ecuación química utiliza símbolos químicos para mostrar qué sucede durante una reacción química. En éste artículo se estudiará cómo se escribe y se hace el balance de las ecuaciones químicas.

Fig. 1 Tres formas para representar la combustión del hidrógeno. De acuerdo con la ley de la conservación de la masa, el número de cada tipo de átomos debe ser el mismo en ambos lados de la ecuación

Escritura de las ecuaciones químicas

Considere lo que sucede cuando el hidrógeno gaseoso (H₂) se quema en presencia de aire (que contiene oxígeno, O₂) para formar agua (H₂O). Esta reacción se representa mediante la ecuación química:

H₂ + O₂ -----> H₂O   Ecuación (3.2)

Donde el signo "más" significa "reacciona con" y la flecha significa "produce". Así, esta expresión simbólica se lee: "El hidrógeno molecular reacciona con el oxígeno molecular para producir agua.“ Se supone que la reacción procede de izquierda a derecha como lo indica la flecha.

Sin embargo, la ecuación (3.2) no está completa, ya que del lado izquierdo de la flecha hay el doble de átomos de oxígeno (dos) que los que hay del lado derecho (uno). Para estar de acuerdo con la Jey de la conservación de la masa debe haber el mismo número de cada tipo de átomos en ambos lados de la flecha, es decir, debe haber tantos átomos al finalizar la reacción como los que había antes de que se iniciara. El balance de la ecuación (3.2) se hace colocando el coeficiente adecuado (en este caso 2) antes del H₂O:

2H₂ + O₂ -----> 2H₂O   Cuando el coeficiente es 1, como en el caso del O₂, no se escribe

Esta ecuación química "balanceada" muestra que "dos moléculas de hidrógeno se combinan o reaccionan con una molécula de oxígeno para formar dos moléculas de agua" (figura 1). Debido a que la relación del número de moléculas es igual a la relación del número de moles, la ecuación también puede leerse como "2 moles de moléculas de hidrógeno reaccionan con 1 mol de moléculas de oxígeno para producir 2 moles de moléculas de agua". Se conoce la masa de un mol de cada sustancia, por lo que la ecuación se puede interpretar como "4.04 g de H₂ reaccionan con 32.00 g de O₂ para formar 36.04 g de H₂O". Estas tres maneras de leer la ecuación se resumen en la tabla 3.1. 

Tabla de interpretación de una ecuación química

En la ecuación (3.2) se hace referencia al H₂ y al O₂ como reactivos, que son las Sustancias iniciales en una reacción química  El agua es el producto, es decir, la sustancia formada como resultado de una reacción química. Una ecuación química es, entonces, la descripción breve que un químico hace de una reacción química. Por convenio, en una ecuación química los reactivos se escriben a la izquierda y los productos a la derecha de la flecha:

Reactivos -----> Productos

Para proporcionar información adicional, con frecuencia los químicos indican el estado físico de los reactivos y productos utilizando las letras g, l y s para los estados gaseoso, líquido y sólido, respectivamente. Por ejemplo:

2CO(g) + O_2(g) -----> 2CO_2(g)

2HgO(s) -----> 2Hg(l) + O_2(g)

Para representar lo que sucede cuando se agrega cloruro de sodio (NaCl) al agua, se escribe

NaCl(s) -- ^H2O  --> NaCl(ac)

donde ac significa medio acuoso (es decir, agua). Al escribir H₂O sobre la flecha se indica el proceso físico de disolver una sustancia en agua, aunque a veces no se escribe, para simplificar.

El conocimiento del estado físico de los reactivos y productos es muy útil en el laboratorio. Por ejemplo, cuando reaccionan el bromuro de potasio (KBr) y el nitrato de plata (AgNO₃) en un medio acuoso, se forma un sólido, el bromuro de plata (AgBr). Esta reacción se representa mediante la ecuación:

KBr(ac) + AgNO3(ac) --> KNO3(ac) + AgBr_(s)

Si no se indican los estados físicos de los reactivos y productos, una persona no informada podría intentar llevar a cabo esta reacción mezclando KBr sólido con AgNO, sólido. Estos sólidos reaccionan en forma muy lenta o no reaccionan. Si se analiza el proceso a nivel microscópico se puede comprender que para formar un producto como el bromuro de plata, los iones Ag⁺ y los iones Br^- deben estar en contacto. Sin embargo, en el estado sólido estos iones tienen muy poca movilidad. (Éste es un ejemplo de cómo se explica un fenómeno pensando lo que sucede a nivel molecular.

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