Ecuación química

Una ecuación química es la descripción simbólica de una reacción química (es decir, como se representa de forma escrita, por medio de símbolos, un proceso químico de la naturaleza). Muestra las sustancias que reaccionan (llamadas reactivos) y las sustancias que se originan (llamadas productos). La ecuación química ayuda a visualizar más fácilmente los reactivos y los productos. Además, se pueden ubicar los símbolos químicos de cada uno de los elementos o compuestos que estén dentro de la ecuación y poder balancearlos con mayor facilidad.

En 1615 Jean Beguin publicó Tyrocinium Chymicum, uno de los primeros trabajos escritos sobre química, en donde escribió la primera ecuación química de la historia.^[1]​

Requisitos para una ecuación química

Una ecuación química debe satisfacer una serie de leyes, de forma simultánea:^[2]​^[3]​

• Cumplir con la ley de conservación de la materia.
• Cumplir con la ley de conservación de la carga.
• Cumplir con la ley de conservación de la energía.

Nótese que no se especifica que el proceso en cuestión ocurra realmente en la naturaleza o el laboratorio. Por ejemplo, la ecuación química global de la formación del agua gaseosa, a partir de las sustancias dihidrógeno y dioxígeno (presentada posteriormente), en realidad ocurre en una serie de pasos intermedios (denominados mecanismo de reacción), correspondiéndose con la sucesión de reacciones químicas que ocurren para producir el producto dado.

Interpretación de una ecuación química

Un caso general de ecuación química sería:

${\displaystyle a\,\mathrm {A} +b\,\mathrm {B} \to c\,\mathrm {C} +d\,\mathrm {D} }$ 

donde:

• A, B, C, D, representan los símbolos químicos o la fórmula molecular de los átomos o moléculas que reaccionan (lado izquierdo) y los que se producen (lado derecho).
• a, b, c, d, representan los coeficientes estequiométricos, que deben ser ajustados de manera directa a la ley de conservación de la masa.

La interpretación física de los coeficientes estequiométricos, si estos son números enteros y positivos, puede ser en átomos o moles. Así, se diría de la ecuación de geometría estequiométrica se subdivide en la siguiente:

• Cuando "a" moléculas de A reaccionan con "b" moléculas de B producen "c" moléculas de C, y "d" moléculas de D.
• Cuando "a" moles de moléculas de A reaccionan con "b" moles de moléculas de B producen "c" moles de moléculas de C, y "d" moles de moléculas de D.

Por ejemplo el gas dihidrógeno (H₂) puede reaccionar con dioxígeno (O₂) para dar agua en fase (termodinámica) gas (H₂O). La ecuación química para esta reacción se escribe:

${\displaystyle \mathrm {H} _{2}+\mathrm {O} _{2}\to \mathrm {H} _{2}\mathrm {O} }$ 

El símbolo + se lee como «reacciona con», mientras que el símbolo → se lee como «produce». Para ajustar la ecuación planteada (hacer que se cumpla la ley de conservación de la materia), ponemos los coeficientes estequiométricos:

${\displaystyle 2\,\mathrm {H} _{2}+\mathrm {O} _{2}\to 2\,\mathrm {H} _{2}\mathrm {O} }$ 

La ecuación está ajustada y puede ser interpretada como 2 mol de moléculas de dihidrógeno reaccionan con 1 mol de moléculas de dioxígeno, produciendo 2 mol de moléculas de agua.

Las fórmulas químicas a la izquierda de la flecha de reacción (→) representan las sustancias reaccionantes o reactantes; a la derecha de la flecha de reacción están las fórmulas químicas de las sustancias producidas, denominadas productos.

Los números delante de las fórmulas son llamados coeficientes estequiométricos. Estos deben ser tales para que la ecuación química esté balanceada, es decir, que el número de átomos de cada elemento de las sustancias reaccionantes y de los productos de la reacción sea el mismo. Los coeficientes deben ser enteros positivos, y el uno se omite. En las únicas reacciones que esto no se produce es en las reacciones nucleares.

Finalmente (pero no menos importante), se deben agregar (entre paréntesis y como subíndice) los estados de agregación molecular de cada sustancia participante: sólido (s), líquido (l), acuoso (aq) o gaseoso (g).

En el ejemplo del agua:

${\displaystyle 2\,\mathrm {H} _{2(g)}+\mathrm {O} _{2(g)}\to 2\,\mathrm {H} _{2}\mathrm {O} _{(l)}}$ 

Véase también

• Estequiometría
• Reacción química
• Equilibrio químico

Referencias

1. Crosland, M. P. (1959). «The use of diagrams as chemical 'equations' in the lectures of William Cullen and Joseph Black.» Annals of Science, Vol 16, No. 2, Junio.
2. R, Petrucci. et al. (2011). Química General (10° ed). Madrid: PEARSON EDUCATION, S.A.. pp.35,255
3. F, Carey. (2006). Química orgánica (6ta ed). México: The McGraw-Hill Companies, Inc. p.34

Bibliografía

• Seese, William S. & G. William Daub: Química. En Google Books

Enlaces externos

• Descripción de un algoritmo para igualar ecuaciones químicas utilizando el método algebraico, y su implementación en el lenguaje de programación Logo
• Aplicación en línea para balanceo de ecuaciones moleculares

•   Datos: Q182527