Descripción de la guía.

Esta guía didáctica es una herramienta diseñada para facilitarte el aprendizaje de nuevos contenidos y el desarrollo o fortalecimiento de tus competencias, de una manera flexible, en cuanto al manejo del tiempo y dinámica de la clase. Esperamos que sea de mucho provecho para el logro de nuestros propósitos formativos.

Pensando en facilitarte las actividades de aprendizaje y la evaluación de tus avances, hemos elaborado este documento conformado por tres componentes o apartados a saber:

1.      Orientaciones generales. Apartado en la cual se te brindan indicaciones precisas para el desarrollo exitoso de toda la actividad y los aspectos que se tendrán en cuanta para la evaluación de tus avances.

2.      Contenido de la clase. Tema por desarrollar, en el cual se presenta la información básica que te facilitará la construcción de nuevos conceptos y su correlación con otros preexistentes en tu mente.

3.      Taller evaluativo. Pon a prueba tus competencias - es la actividad en la que se basará el docente para evaluar algunos avances en los aprendizajes. Deberás resolver la tarea propuesta y enviarla a la dirección de correo electrónico indicada, en el plazo estipulado.

¿Cómo desarrollarás esta guía de actividades?

1.    Lee detalladamente el contenido de la clase. Anotando en tu cuaderno las ideas centrales del tema, los conceptos; interpretando cuidadosamente las definiciones o significados de nuevos conceptos y resuelve los ejercicios propuestos orientados a facilitar la compresión del tema “Pon a prueba tus competencias”. Si tienes dudas pide ayuda a un adulto responsable.

2.    Estudia con interés los recursos digitales.  Videos y consultas recomendadas en la sección “Para saber más sobre el tema”.

3.    Resuelve la Actividad. Una vez cumplidos los puntos anteriores podrás resolver los interrogantes planteados a cada una de las lecturas que encontraras en el desarrollo de la clase. 

¿Cómo se evaluará la actividad?

Clase tomada del siguiente enlace de aulas sin fronteras de Colombia aprende:

https://aprende.colombiaaprende.edu.co/sites/default/files/naspublic/ContenidosAprender/G_10/S/SM/SM_S_G10_U02_L02.pdf

El balanceo de ecuaciones químicas se utiliza para hacer cálculos de las cantidades de reactivos necesarios en una reacción y la cantidad y características de los productos que se obtendrán en esta.

Las ecuaciones químicas se pueden balancear de diferentes métodos, los más comunes son:

• Método de Tanteo

 Consiste en ir cambiando los coeficientes de los reactivos y productos hasta lograr una igualdad en ambos lados de la ecuación.

• Métodos de óxido reducción

 En este método se utilizan los números de oxidación de cada elemento que interviene en la reacción y cálculos algebraicos que permiten determinar una relación entre los coeficientes de las moléculas y la transferencia de electrones.

• Métodos de Ion electrón

 Este método es utilizado cuando las ecuaciones son demasiado complejas y en donde el m método del tanteo u oxido reducción resulta poco práctico. En él se determina mediante cálculos matemáticos la media de la reacción entre los iones y electrones que intervienen.

Para entender este método se debe entender claramente las disociaciones de ácidos, bases y sales.

• Método Algebraico

 En este método se les asignan letras a los coeficientes y luego se encuentran los valores de esas variables con métodos algebraicos.

Balancea por tanteo las ecuaciones químicas en tu cuaderno. A continuación se explica el paso a paso para balacear La ecuación del punto 1, este mismo procedimiento se puede seguir para balancear los siguientes puntos del ejercicio.

Solución Punto 1. 

• Paso 1. ¿Está balanceada la ecuación?

Para saber; cuenta los átomos de cada elemento a ambos lados de la ecuación

Reactivos número de átomos                productos número de átomos

Nitrógeno: 2N                                      Nitrógeno: 1N

Hidrógeno: 2H                                     Hidrógeno: 3H

• Paso 2: Como no está balanceada, debes ajustarla.    

Prueba distintos números como coeficientes estequiométricos.

Para ajustar el nitrógeno, coloca un 2 antes del NH₃, así quedaran dos átomos de nitrógeno ambos lados de la ecuación

• Paso 3. Ahora, ajustamos al hidrógeno.

Como hay 2 H en los reactivos y 6 H en los productos, colocamos un 3 antes del H₂ y quedará balanceada.

• Paso 4: Comprueba si la ecuación está balanceada 

Reactivos número de átomos                 productos número de átomos

Nitrógeno: 2N                                                        Nitrógeno: 2N

Hidrógeno: 6H                                                       Hidrógeno: 6H

Ahora que se cumple la igualdad de átomos de cada elemento participante de la reacción a cada lado dela ecuación, podemos decir que la ecuación está balanceada.

Ingresa en el siguiente link y selecciona la respuesta correcta en el recurso interactivo década uno de los puntos del anterior ejercicio.

https://aprende.colombiaaprende.edu.co/sites/default/files/naspublic/ContenidosAprender/G_10/S/S_G10_U02_L02/S_G10_U02_L02_03_02_01.html

• Reglas para la asignación de los números o estados de oxidación

El método de balanceo de ecuaciones por oxido reducción se aplica a reacciones en las que hay una evidente trasferencia de electrones. Cuando un átomo pierde electrones se ha oxidado y cuando los gana se ha reducido (figura 5).

Para poder balancear ecuaciones por el método de por oxido reducción se tienen que estudiar las reglas para la asignación de estados de oxidación. Estas son las reglas del juego (Garritz & Rincón, 1997)

1. En las sustancias simples, es decir las formadas por un solo elemento, el número de oxidación es 0. Por ejemplo: Au, Cl, S.

2. El oxígeno, cuando está combinado, actúa frecuentemente con -2.

Cabe resaltar que el Oxigeno comúnmente tiene un estado de oxidación de -2, a excepción de los siguientes casos: compuestos binarios con el flúor (+2) y en los Peróxidos (-1)

3. El Hidrógeno actúa con número de oxidación +1 cuando está combinado con un no metal, por ser estos más electronegativos; y con -1 cuando está combinado con un metal, por ser estos más electropositivos.

4. En los iones monoatómicos, el número de oxidación coincide con la carga del ión.

5. La suma de todos los números de oxidación de todos los átomos de un compuesto es cero.

6. Los metales del grupo 1; trabajan con número de oxidación +1, los metales del grupo 2; trabajan con número de oxidación +2 y los metales del grupo 3; trabajan con número de oxidación +3.

En tu cuaderno establece el número de oxidación de los siguientes ejemplos (el número de oxidación se asigna en la parte superior derecha del elemento), tome como ejemplos los numerales resueltos:

a. AgNO₃: Ag⁺¹N⁺⁵O₃^(-2x3)=-6 la suma es igual a cero

b. Zn(NO₃)₂

c. AgNO₃

d. MnSO₄

e. K2SO₄

f. KMnO₄

g. H₂SO₄

h. K₂CrO₄:

i. KCl

j. Cr2(SO₄)₃: Cr₂^(+6X2)(S^(4x3)O₄^(-2x12))₃ la suma es igual a cero

k. H₂O

l. O

m. Cl : Cl⁰ en este caso es cero (elemento libre)

n. C

o. Mg

p. Cr

Oxidación – Reducción: Es un tipo de reacción química en la que hay transferencia de electrones entre los reactivos lo cual genera un cambio en sus estados de oxidación en los productos.

Agente oxidante: es el que se reduce tomando electrones del medio y disminuyendo su estado de oxidación.

Agente reductor: es el que se oxida debido a que suministra electrones al medio, esto hace que su número de oxidación aumente.

• Método de balanceo por óxido – reducción

En el proceso de interacción entre los átomos de elementos diferentes, se genera una transferencia de energía, la cual se manifiesta en ciertas ocasiones en un flujo de electrones de una serie de átomos a otros. En ese sentido, los átomos que pierden electrones sufren un proceso de oxidación causándole la reducción a los átomos que ganan electrones (agente reductor), en tanto estos últimos les causan la oxidación a los primeros, dado que le reciben los electrones de éstos (agente oxidante). A dicho proceso se lo denomina oxidación-reducción o reacciones químicas REDOX.

Los siguientes ejercicios muestran la manera de encontrar el agente reductor y el agente oxidante en una reacción química ya balanceada, con el siguiente ejercicio se muestra como balancear una ecuación utilizando los principios de la oxido reducción.

Al balancear una ecuación química, se deben de igualar el número de átomos o iones en ambos lados de la ecuación. Esto se logra siguiendo los siguientes pasos. (Martínez Delgado, 2013)

1. Escribir la ecuación de la reacción.

2. Asignar el número de oxidación a los átomos en ambos lados de la ecuación (aplicar las reglas de asignación del número de oxidación).

3. Identificar los átomos que se oxidan y los que se reducen.

4. Intercambiar los números de electrones (los electrones ganados deben ser igual a los electrones perdidos). El número de electrones ganados se coloca como coeficiente del elemento que pierde electrones.

La siguiente reacción química es un ejemplo del procedimiento generalmente utilizado para balancear reacciones REDOX:

Pasos:

1. Determinar cuál es el agente oxidante y el agente reductor de la siguiente ecuación.

Determinar cuál es el agente oxidante y el agente reductor de la siguiente ecuación balanceada.

Pasos:

1. Ubicar los números de oxidación.

El número de oxidación de cada elemento que interviene en la reacción, son los siguientes:

K = +1. Este valor de su número de oxidación se mantiene igual en reactivos y productos

O = -2. Este valor de su número se mantiene igual en reactivos y productos

H = +1. Este valor de su número se mantiene igual en reactivos y productos

Mn paso de +7 a + 4, disminuye su número de oxidación ya que ganó electrones y por lo tanto se reduce.

As paso de +3 a + 5, aumento su número de oxidación ya que perdió electrones y por lo tanto se oxida.

2. Con base en la información del aumento o disminución del estado de oxidación se determina cuál es el agente oxidante y el agente reductor.

Por lo tanto, el 2KMnO4 es el agente oxidante y el 3KAsO2 el agente reductor.

• Ejemplo balanceado por oxidación y reducción:

Paso 1

Asignar el número de oxidación de todos los elementos presentes en la reacción y reconocer los elementos que se oxidan y reducen.

Nota: Todo elemento libre tiene número de oxidación cero.

Por ejemplo:

Paso 2

Revisar que elementos químicos cambiaron sus estados de oxidación; en este caso el cobre pasa de

0 a +2 ((haciendo un proceso de oxidación) y el nitrógeno pasa de +5 a +2 (haciendo un proceso de

reducción). En el caso del cobre perdió 2 electrones y el nitrógeno gano 3 electrones.

Paso 3

A partir de los electrones ganados y perdidos, estos se asignan como coeficientes en donde se

presentó la modificación:

Paso 4

Verificamos el balanceo de la ecuación por el método del tanteo.

Para poner en práctica el método de balanceo por oxidación-reducción Balacear las siguientes reacciones químicas en tu cuaderno:

Actividad