Ecuación química

Una ecuación química es una representación simbólica de una reacción química. En ella se pueden observar, a la izquierda, los elementos o compuestos con los cuales comienza la reacción, llamados reactivos. A continuación se suele colocar una flecha señalando hacia la derecha, en donde se observan los compuestos o elementos resultantes de la reacción, llamados productos.

Una ecuación química tendría la siguiente forma:

En el ejemplo de arriba, A y B  serían los reactivos, y C y D los productos.

Delante de los reactivos y productos se deben colocar coeficientes estequiométricos, con el fin de que la cantidad de átomos en los reactivos sea igual a la cantidad de átomos en los productos, y de esta manera cumplir con la ley de conservación de la materia, que indica que la masa de los reactivos debe ser igual a la masa de los productos, ya que la materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma.

Estos coeficientes estequiométricos están representados en el ejemplo de arriba, con las letras a, b, c, y d. Estos coeficientes multiplican por su valor, a los átomos de la molécula delante de la cual están colocados.

Si tomamos por ejemplo la reacción de formación del amoníaco a partir de hidrógeno y nitrógeno gaseosos, ésta se podría representar de la siguiente manera:

H2 + N2 = NH3

Si la escribimos de esta manera, vemos que en los reactivos hay dos átomos de hidrógeno y dos de nitrógeno, y en los productos hay sólo un átomo de nitrógeno y tres de hidrógeno. Para cumplir con la ley de conservación de la materia, tenemos que balancear la reacción, por método de tanteo (es decir probando números hasta acertar). La ecuación química balanceada quedaría de la siguiente manera:

3H2 + N2 = 2NH3

De esta manera, el coeficiente 3 multiplica los dos átomos de hidrógeno en los reactivos, haciendo un total de seis átomos de dicho elemento. En los productos, el 2 delante de la molécula de amoníaco multiplica al subíndice tres del hidrógeno, haciendo un total de seis átomos también. Del mismo modo, vemos que el número de átomos de nitrógeno también es igual en reactivos y productos, de modo que la ecuación está correctamente ajustada. Cuando el coeficiente estequiométrico es 1, no se escribe.

La ecuación química ajustada indica en qué proporción se combinan los reactivos para obtener qué cantidad de productos. En el ejemplo de arriba, podríamos interpretar que tres moléculas de hidrógeno se combinan con una molécula de de nitrógeno para obtener dos moléculas de amoníaco. Si sustituimos la palabra molécula por mol en la frase anterior, la sentencia es igualmente válida.

Se pueden realizar muchos cálculos en base a  una ecuación química balanceada. Si tenemos ciertas cantidades de reactivos, podemos predecir cuál será el reactivo limitante y el reactivo en exceso. Si medimos la cantidad de producto obtenido, podemos calcular el rendimiento de la reacción.

En una ecuación química podemos encontrar también, colocados entre paréntesis y como subíndices, el estado de reactivos y productos, como se ve a continuación:

En esta ecuación, podemos interpretar que las moléculas de hidrógeno en estado gaseoso reaccionan con moléculas de oxígeno gaseoso, para formar agua en estado líquido.