Balance Redox
El balance de esta reacción rompe un poco lo que hemos explicado en
relación al número de oxidación de los elementos para realizar el balance
por el método redox, sin embargo, no nos salimos de la metodología que
usamos. en esta web explico paso a paso cómo balancear C3H8 + O2 = CO2
+ H2O por el método REDOX.
Video tutorial
Reacción química
C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O
Paso 1. Colocar los números de oxidación a cada elemento
Análisis del número de oxidación en el C₃H₈
Cuando el numero de oxidación es (+) significa que el elemento esta perdiendo electronesCuando el número de oxidación es (-) significa que el elemento esta ganando electrones
Tomando en cuenta ello, en la imagen de arriba podemos
observar cómo el Carbón en los extremos gana 3 electrones, pero el carbón
del centro solo gana 2 electrones,
quiere decir que entre los 3 carbonos han ganado 8 electrones, sin embargo
no lo han echo de forma proporcional.
Al momento de realizar el proceso de solución para balanceo del método redox
(antes del balance de electrones)
en la mini ecuación solo debemos anotar dos elementos, uno que se oxida y
otro que se reduce, ¿Cuál carbón debemos usar? La respuesta es los 3, para ellos colocamos un
carbón y el número de oxidación será el promedio del numero de oxidación de
los 3 carbonos.
C-3 , C-2 , C-3 Tendríamos C-8/3
Paso 1. Colocar el número de oxidación a cada elemento
|
| Se muestra el número de oxidación de cada elemento y muestra también cómo interactúa el número de oxidación en la molécula de propano |
Paso 2. Realizar la mini ecuación:
C3-8/3 → C+4
O20 → O-2
En la mini ecuación de arriba podrán observar que para el caso del Oxígeno
en la reacción química hay 2 compuestos que contienen oxígeno con los
mismos números de oxidación CO₂ + H₂O, el (-2).
¿Para estos casos, que oxígeno debería tomar?
Mi respuesta es: "Siento que aun no sé lo suficiente para darte una
respuesta concreta, pero tengo criterio para elegir uno de esos dos
compuestos" para éste caso elegí el oxigeno de la molécula de agua.
¿y qué diferencia hay?
La diferencia es el subíndice 2, en la molécula
del CO₂ el oxigeno tiene subíndice 2 y
el H₂O no.
Paso 3. Balance de la mini ecuación
C3-8/3 →
3C+4
O20 → 2O-2
La mini ecuación es importante, pues en ella podemos rescatar mucha
información:
Quién se reduce: El oxigeno
Quién se oxida: El carbón
El agente reductor: El carbón
El agente oxidante: El Oxígeno
Paso 4. Balance de electrones
El balance de electrones es una etapa en la que tenemos que verificar que
los electrones de un elemento estén en sincronía, me refiero saber cuantos
electrones estuvieron involucrados en el proceso REDOX
C3-8/3 → 3C+4
O20 →
2O-2
Antes de comenzar a explicar esto es importante que sepas lo
siguiente:
Si el exponente de un elemento (núm. de oxidación) es positivo significa que pierde electrones.Si el exponente de un elemento es negativo, significa que gana electrones
El carbón (C) si lo buscamos en la tabla periódica, éste contiene 12 en
su número atómico, significa que tiene 12 protones y eso también indica
que tiene 12 electrones.
Para el (C3-8/3 → 3C+4)
Ponemos observar que (C3-8/3) es negativo, significa que gana electrones ¿Pero cuanto? ya que hay 3
carbón, éste se multiplica por -8/3, el resultado es -8, quiere decir que (C3-8/3)
ha ganado en total 8 electrones. pero como el carbón originalmente tiene 12 electrones por cada carbón y
como son 3 carbón eso da un total de 36 electrones, eso significa que 36 +
8 = 44 electrones;
Explicándolo de otra forma:
3*(12e-)+ 3*(8/3e-) =
36e- + 8e- =
44e-
El (3C+4) es positivo, significa que pierde electrones, multiplicamos 3 por el +4
y eso da un total de 12 electrones, eso significa que restaremos 36 - 12 =
24 electrones.
Explicándolo de otra forma:
3*(12e-) - 3*(4e-) =
36e- - 12 =
24e-
Balance de electrones entre: C3-8/3 → 3C+4
C3-8/3 → 3C+4 + 20e-
Le he dado un tiempo exclusivo a esta parte del problema, pero hace falta
el balance de electrones de la mini ecuación O20 → 2O-2
:
Para el (O20) el oxígeno tienen como número atómico 8, es decir tiene 8 protones por
lo tanto tiene 8 electrones,
el cero significa que no gana ni pierde electrones, y el 2 que son
2 átomos de oxigeno, por tanto tenemos 8 electrones por 2 átomos de
oxígeno, es igual a 16e-
Para (2O-2) al tener dos Oxígenos, significa que tenemos 16e, pero ese -2 nos dice
que ganó 2e- , por cada oxígeno,por tanto 16e- + 4e- = 20e-
Balance de electrones entre: O20 → 2O-2
4e- + O20 → 2O-2
Recuerda que de lado izquierdo nos dio 16 y el derecho 18, por ello en el
balance nos resulta poner 4 de lado izquierdo para tener la misma cantidad
en ambos lados
La mini-ecuación balanceada
C3-8/3 → 3C+4 + 20e-
4e-
+ O20 → 2O-2
Observa cuales fueron nuestros coeficientes en el balance de electrones,
en la primer fila el coeficiente es 20, en la segunda fila el coeficiente
es 4
Cruce de coeficientes
En este nuevo paso, los coeficientes 20 y 4 serán cambiados de fila como
se muestra en color morado:
4[ C3-8/3 → 3C+4 + 20e- ]
20[ 4e-
+ O20 → 2O-2 ]
La semi-reacción
Cada uno multiplicara a cada factor dentro de las llaves, primero los
reactivos y después los productos:
4[
C3-8/3 → 3C+4 + 20e- ]
20[ 4e-
+ O20 → 2O-2 ]
-----------------------------------------------
4C3-8/3+ 80e-+ 20O20 → 12C+4+ 80e-+40O-2
Por regla matemática, las variables iguales pueden eliminarse, tal es el
caso del 40e- , la semi-reacción quedaria:
4C3-8/3+
20O20 → 12C+4+40O-2
Cada coeficiente obtenido en la semi-reacción deberá sustituirse en el
elemento correspondiente a su número de oxidación:
4C3H8 + 20O2 → 12CO2 + 40H2O
12 - C - 12
32 - H - 80
- O -
Hasta aquí observamos que el 40 en el agua no nos ayuda, tanteamos un poco y lo cambiamos por 16 para tener 32 igual que en los reactivos:
4C3H8 + 20O2 → 12CO2 + 16H2O
12 - C - 12
32 - H - 32
40 - O - 40
BALANCEADA
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