Ejercicios de química resueltos. Estequiometría. Balance de ecuaciones químicas. García 4.4.12

 

 [Ejercicios resueltos de balance de ecuaciones químicas]

 El carbonato de sodio reacciona con ácido clorhídrico para producir cloruro de sodio, dióxido de carbono y agua. Balancee la ecuación química.
Na₂CO₃(ac) + HCl(ac) → NaCl(ac) + CO₂(g) + H₂O(l)

Balanceo, método mixto

Paso Cero. Asigna coeficientes explícitos iguales a 1 a todas las especies y planteamos una fórmula molecular mas condensada para evitar ignorar elementos.

 1 Na₂CO₃(ac) + 1 HCl(ac) → 1 NaCl(ac) + 1 CO₂(g) + 1 H₂O(l)

Dado que el sodio no está balanceado, procedemos a asumir que otros elementos campoco lo están, así que iniciamos.

? Na₂CO₃(ac) + ? HCl(ac) → ? NaCl(ac) + ? CO₂(g) + ? H₂O(l)

Paso 1.  Los primeros elementos que deben balancearse son aquellos que presentan relaciones de subíndices pares e impares, distintos de 1, ya que son los menos intuitivos. Su balance se realiza de manera mecánica, aplicando el principio del producto recíproco: se toman ambos subíndices y se intercambian para convertirlos en los coeficientes correspondientes de los compuestos que contienen dicho elemento. En este caso no hay.

Dado que el oxígeno es un elemento distribuido, los demás elementos caen en la categoría siguiente.

Paso 2. Balanceamos los elementos fáciles por relaciones de múltiplos enteros sencillos.

Primero sodio.

1 Na₂CO₃(ac) + ? HCl(ac) → 2 NaCl(ac) + 1 CO₂(g) + ? H₂O(l)

Luego cloro.

1 Na₂CO₃(ac) + 2 HCl(ac) → 2 NaCl(ac) + 1 CO₂(g) + ? H₂O(l)

Luego hidrógeno.

1 Na₂CO₃(ac) + 2 HCl(ac) → 2 NaCl(ac) + 1 CO₂(g) + 1 H₂O(l)

Paso 3. El elemento distribuido se resuelve por una fórmula algebraica.

Las especies químicas donde esta distribuido el oxígeno ya tienen coeficiente, es por esto precisamente que dejamos el elemento distribuido al último.

Paso Final. Revisión de balance aplicando el [Teorema del balance de una ecuación química algebraica] recuerda que el cuasivector estequiométrico del reactivo es negativo. Recuerda que a medida que tomes práctica, este paso debe hacerse mentalmente.

Dado que siempre se cumple la forma cero de la conservación de la masa, la ecuación está en balance.

Paso cosmético. reescribimos ignorando los unos.

Na₂CO₃(ac) + 2 HCl(ac) → 2 NaCl(ac) + CO₂(g) + H₂O(l)

Referencias

García García, J. L. (2025). Dimensional Analysis in Chemistry Textbooks 1900-2020 and an Algebraic Alternative. Educación química, 36(1), 82-108.

García García, J. L. (2025). Química general: Una guía moderna para bachillerato y universidad con enfoque algebraico. Ciencias de Joseleg. https://cienciasdejoseleg.blogspot.com/p/quimica-general-garcia.html