Método de balanceo por Ion Electrón. (Redox)

MÉTODO DE BALANCEO REDOX, ION-ELECTRÓN 

Presentado por: Miguel Benítez Quintero y Santiago Rincón Márquez.

2018

INTRODUCCIÓN:

Como en todos los métodos de balanceo de ecuaciones químicas, se debe cumplir la ley de conservación de la materia, es decir, que a ambos lados de la ecuación  (reactivos y productos) debe presentarse  la misma cantidad de cada elemento.

PASOS PARA BALANCEAR UNA ECUACIÓN POR ESTE MÉTODO:

1. Escribir los estados de oxidación de cada elemento en la reacción. Se debe tener en cuenta que se presenta un ion, la suma algebraica de los estados de oxidación de los elementos que lo componen debe ser igual a la carga del ion.
2. Se localizan los elementos o especies que cambiaron si estado de oxidación durante la reacción.
3. Se combinan los elementos que cambiaron de estado de oxidación (elementos redox) en dos semirreacciones.  Es muy importante recordar que los ácidos, sales y bases se pueden disociar.
4. Se debe balancear  cada ecuación en cuanto al número de átomos de hidrógeno agregando tantos protones como hidrógenos falten. Por ejemplo: 

NO3-  + 4H+ --------> NO   +  2 H2O
H2S  --------->  S  + 2H+

5. Se deben igualar las semirreacciones obtenidas agragando electrones (e-). Por ejemplo: 

NO3- +  4H+  + 3e-  ------->  NO    + 2H2O
H2S --------->  S  +   2H+   +   2e-

6. Se amplía cada ecuación para que la cantidad de electrones cedidos y obtenidos sean iguales. Por ejemplo:  

NO3- + 4 H+  + 3 e- -------->  NO + 2H2O  /x2
H2S -----------> S  +  2H+  + 2e-   /x3
_____________________________________
2NO3- + 8H+ + 6 e- -------> 2NO  +  4 H2O
3H2S -------->  3S + 6H+  + 6e-

7. Se realiza la suma algebraica de ambas ecuaciones o semi-reacciones, como se ejemplifica aquí:
2NO3-  + 8H+  + 6e- --------> 2NO +  4 H2O
3H2S -----------> 3S + 6 H+  + 6 e-
_______________________________________
2NO3-  + 3H2S  + 2H+ --------> 2NO + 3S + 4 H2O

8. Se escriben los coeficientes obtenidos en la suma algebraica en la ecuación general obtenida. Por ejemplo: 
2HNO3 + 3H2S ---------> 2NO + 3S + 4H2O.


A continuación se muestra un ejericicio resuelto sobre esta temática con sus respectivos pasos.

Ejercicio de balanceo químico a través del método ion-electrón

Esta es una reacción de descomposición donde el peróxido de oxígeno más conocido como agua oxigenada se descompone en dos moléculas de agua y una de oxígeno. Este experimento se puede hacer poniendo a descongelar una carne y los jugos o la sangre que desprende se hecha en tres centímetros de peróxido ya vertidos en el vaso. Esta reacción y el proceso para balancearla por medio del método ion-electrón se muestran adelante (la sangre no aparece en la fórmula porque no se mezcla con ninguno de los componentes, solo es el medio para separarlos).

Paso 1. Se escribe una ecuación desequilibrada

H₂O₂ → H₂O + O₂

Paso 2. Se divide la reacción redox en las semi-reacciones

a) Se determinan los números de la oxidación de cada átomo que aparece en la reacción.

H+1₂ O-1₂ → H+1₂ O-2 + O0₂

b) Se identifican los pares redox de todos los átomos que han sido oxidados y reducidos.

Ox: H+1₂O-1₂ → O0₂

Red: H+1₂O-1₂ → H+1₂O-2

c) Se combinan los pares redox en dos semi-reacciones: una para la oxidación, y la otra para la reducción.

O: H+1₂O-1₂ → O0₂

R: H+1₂O-1₂ → H+1₂O-2

(Aquí solo hay dos  pares, uno que se oxida y otro que se reduce así que quedan de la misma forma)

Paso 3. Se equilibran los átomos en las semi-reacciones. Cada semi-reaccion se equilibra separadamente.

a) Se equilibran todos los átomos excepto del oxígeno y del hidrógeno.

O: H₂O₂ → O₂

R: H₂O₂ → 2H₂O

b) Se equilibran los átomos del oxígeno.

O: H₂O₂ → O₂

R: H₂O₂ → 2H₂O

c) Se equilibran los átomos del hidrógeno añadiendo el protón (H⁺) a aquel lado donde faltan los átomos del hidrógeno.

O: H₂O₂ → O₂ + 2H⁺

R: H₂O₂ + 2H⁺ → 2H₂O

Paso 4. Se equilibran las cargas.

H₂O₂ → O₂ + 2H⁺ + 2e^-

R: H₂O₂ + 2H⁺ + 2e^- → 2H₂O

Paso 5. Se iguala el número de los electrones perdidos y recibidos. (en este caso ya están igualados).

O:

H₂O₂ → O₂ + 2H⁺ + 2e^-| *1

R:

H₂O₂ + 2H⁺ + 2e^- → 2H₂O| *1

O:

H₂O₂ → O₂ + 2H⁺ + 2e^-

R:

H₂O₂ + 2H⁺ + 2e^- → 2H₂O

Paso 6. Se suman las semi-reacciones como ecuaciones algebraicas ordinarias

2H₂O₂ + 2H⁺ + 2e^- → O₂ + 2H₂O + 2H⁺ + 2e^-

Paso 7. Se acorta la ecuación.

2H₂O₂ → O₂ + 2H₂O

Paso final: Y al final, siempre se verifica el equilibrio de las cargas y de los elementos. Primero se verifican los elementos.

ELEMENTO		IZQUIERDA	DERECHO	DIFERENCIA
H		2*2	2*2	0
O		2*2	1*2 + 2*1	0

A continuación, se verifica si la suma de las cargas eléctricas están equilibradas

2*0  =  1*0 + 2*0

0  =  0

Es una ecuación equilibrada.

2H₂O₂ → O₂ + 2H₂O

Referencias:

http://zaragozaquimica1.blogspot.com.co/p/balanceo-metodo-ion-electron.html

http://quimica4m.blogspot.com.co/2010/01/metodo-ion-electron.html

https://www.periodni.com/es/metodo_de_semi-reacciones.php?eq=H2O2%3DH2O%2BO2&medium=acidic