Ecuaciones de óxido-reducción

Ecuaciones iónicas netas

Para las reacciones que se efectúan en agua, los químicos suelen escribir ecuaciones en forma iónica. En este método, solo se escriben aquellos iones que intervienen en la reacción. Los otros iones que no intervienen en la reacción se conocen como iones espectadores y no se incluyen en la ecuación.

En el método de semirreacción, las sustancias disueltas se manejan en forma iónica neta. Otras sustancias se expresan como moléculas o átomos.

La regla para escribir estas ecuaciones es: las sustancias que en una reacción existen en forma molecular se representan como moléculas, las que existen como iones se representan como iones.

Los ácidos y bases débiles se escriben en forma molecular. Enseguida se dan algunas "reglas prácticas" para decidir si se utilizan iones o moléculas al escribir ecuaciones iónicas netas. Estas reglas no son aplicables en todos los casos, pero funcionan bien con la mayoría de las reacciones. Sin embargo, si la ecuación tiene que ser exacta, debe consultarse un manual para determinar si las sustancias se escriben como iones o como moléculas.

Reglas prácticas para escribir ecuaciones iónicas netas

1) Los ácidos binarios: HCl, HBr y HI son fuertes; los demás (incluso el HCN) son débiles. Los ácidos fuertes se escriben en forma iónica.

2) Ácidos ternarios: si el número de átomos de oxígeno de la molécula excede el número de átomos de hidrógeno en dos o más, el ácido es fuerte.

Fuertes: HClO₃, HClO₄, H₂SO₄, HNO₃, H₂SeO₄

Débiles: HClO, H₃AsO₄, H₂CO₃, H₄SiO₄, HNO₂

3) Ácidos polipróticos (son los ácidos que tienen más de un hidrógeno ionizable): en la segunda y subsiguientes ionizaciones los ácidos siempre son débiles, no importa si el ácido original es fuerte o débil.

Ejemplo: H₂SO₄, H₂CO₃

4) Bases: los hidróxidos de los elementos de los grupos IA y IIA (excepto el berilio) son fuertes. Los demás, incluso el amoníaco, son débiles.

Fuertes: NaOH, KOH, Ca(OH)₂

Débiles: Al(OH)₃, CuOH, Cu(OH)₂

5) Sales: las sales se escriben en forma iónica si son solubles en agua y en forma molecular si son insolubles.

Iónicas: K⁺ + Cl⁻, Zn²⁺ + 2·NO₃⁻

Moleculares: AgBr, BaSO₄

Se pueden seguir las siguientes reglas para los iones por orden:

• Las sales de los cationes: Na⁺, K⁺, y NH₄⁺ son solubles.
• Las sales de los aniones: NO₃⁻, C₂H₃O₂⁻, ClO₃⁻, y ClO₄⁻ son solubles.
• Las sales de los cationes Ag⁺, Pb²⁺, y Hg₂²⁺ son insolubles.
• Las sales de los aniones: Cl⁻, Br⁻, y I⁻ son solubles.
• Casi todas las sales de los aniones: CO₃²⁻, O²⁻, S²⁻, OH⁻, PO₄³⁻, CrO₄²⁻, Cr₂O₇²⁻, y SO₃²⁻ son insolubles.
• Casi todas las sales del anión SO₄²⁻ son solubles.

Criterio:

Catión soluble + anión soluble = sal soluble.

Catión insoluble + anión soluble = sal insoluble.

Catión soluble + anión insoluble = sal insoluble.

Ejemplo siguiendo el orden del listado y el criterio:

Solubles: NaCl, KNO₃ (iónicas)

Insolubles: AgNO₃, PbSO₄, CaCO₃ (moleculares)

6) Óxidos: los óxidos siempre se escriben en forma molecular.

7) Gases: los gases siempre se escriben en forma molecular.

8) En general: Los sólidos, líquidos, gases, compuestos moleculares, compuestos iónicos de baja solubilidad y ácidos débiles no se disocian; se escriben en forma molecular.

Los iones poliatómicos no se disocian, pero, cuando forman parte de un compuesto iónico se disocian de ese compuesto; se escriben en forma iónica.

Si el compuesto esta en solución su estado es acuoso (aq); se escriben en forma iónica.

Si hay agua en la ecuación, los compuestos de alta solubilidad serán acuosos (aq), se escriben en forma iónica y los de baja solubilidad serán sólidos (s), se escriben en forma molecular.

Si no hay agua en la ecuación cualquier compuesto es un sólido (s) y se escribe en forma molecular.

Ejemplo:

Reacción completa sin ajustar:

HMnO₄(aq) + SO₂(g) + H₂O(l) ⟶ MnSO₄(aq) + H₂SO₄(aq)

Reacción iónica neta sin ajustar:

H⁺(aq) + MnO₄⁻(aq) + SO₂(g) ⟶ Mn²⁺(aq) + SO₄²⁻(aq)

Luego del balanceo:

Reacción iónica neta ajustada:

2·MnO₄⁻(aq) + 5·SO₂(g) + 2·H₂O(l) ⟶ 2·Mn²⁺(aq) + 5·SO₄²⁻(aq) + 4·H⁺(aq)

Reacción completa ajustada:

2·HMnO₄(aq) + 5·SO₂(g) + 2·H₂O(l) ⟶ 2·MnSO₄(aq) + 3·H₂SO₄(aq)

Simbología

Significado de los estados que se escriben entre paréntesis a la derecha de cada molécula o ion:

(aq) ⟶ solución acuosa

(g) ⟶ estado gaseoso

(l) ⟶ estado líquido

(s) ⟶ estado sólido

° ⟶ estado libre

Bibliografía:

Héctor Fernández Serventi. "Química general e inorgánica". Losada S. A., Buenos Aires.

Robert C. Smoot y Jack Price. "Química, Un curso moderno". Compañía Editorial Continental S. A., México.

Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina