Ecuaciones químicas y balanceo: la ley de conservación de la materia
Esta lección es parte de Temario de Química de Décimo año Lección 11 de 14Por Andrea del Carmen actualizado el 27 de octubre de 2026 9 min de lectura
Cuando se enciende la cocina de gas, el gas y el oxígeno del aire desaparecen y en su lugar aparecen dióxido de carbono y vapor de agua. Parece que algo se crea y algo se destruye, pero no es así: los mismos átomos que había al principio están al final, solo que unidos de otra manera. Por eso, en una reacción química, la masa total no cambia.
En esta lección vas a aprender a leer y escribir ecuaciones químicas, y a balancearlas por tanteo y por el método algebraico, de manera que cumplan la ley de conservación de la materia.
Definición
Según el glosario del programa del MEP, una ecuación química es una representación simple de una reacción química, en la que se emplean fórmulas para indicar los reactivos y los productos, y coeficientes para expresar las relaciones entre ellos. Una ecuación está balanceada cuando hay el mismo número de átomos de cada elemento a los dos lados de la flecha.
Cómo se lee una ecuación química#
A la izquierda de la flecha se escriben los reactivos (las sustancias que reaccionan) y a la derecha los productos (las que se forman). Por ejemplo:
Fórmula
2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l)
Se lee: «dos moléculas de hidrógeno gaseoso reaccionan con una molécula de oxígeno gaseoso y producen dos moléculas de agua líquida».
| Símbolo | Significado |
|---|---|
| + | «reacciona con» (entre reactivos) o «y» (entre productos) |
| → | «produce»; indica el sentido de la reacción |
| ⇄ | reacción reversible: ocurre en los dos sentidos |
| (s), (l), (g) | estado sólido, líquido o gaseoso |
| (ac) | disuelto en agua (disolución acuosa) |
| Δ sobre la flecha | hay que calentar |
| ↑ / ↓ | se desprende un gas / se forma un sólido que se deposita (precipitado) |
Coeficientes y subíndices#
El subíndice (el número pequeño dentro de una fórmula) indica cuántos átomos tiene cada molécula y forma parte de la identidad de la sustancia. El coeficiente (el número grande delante de la fórmula) indica cuántas moléculas participan; si no aparece, vale 1. En 2 H2O hay 2 moléculas de agua, con 2 · 2 = 4 átomos de hidrógeno y 2 · 1 = 2 de oxígeno.
La ley de conservación de la materia#
En una reacción química los átomos no se crean ni se destruyen: solo se rompen unos enlaces y se forman otros. Por eso, en un sistema cerrado, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos. Esta es la ley de conservación de la materia (o de la masa), y una ecuación balanceada es su demostración en el papel.
Ejemplo. Comprueba con masas que la ecuación 2 H2 + O2 → 2 H2O cumple la ley de conservación. Usa las masas atómicas de la CIAAW (IUPAC): H = 1,008 y O = 15,999. Estas cifras dicen cuánto pesa cada átomo en relación con los demás, así que se pueden tomar en gramos para comparar.
Solución. Reactivos: 2 · (2 · 1,008) = 4,032 g de hidrógeno y 2 · 15,999 = 31,998 g de oxígeno; en total 4,032 + 31,998 = 36,030 g. Productos: 2 · (2 · 1,008 + 15,999) = 2 · 18,015 = 36,030 g de agua. Las masas son iguales: 36,030 g = 36,030 g.
Si se queman 10 g de papel, las cenizas pesan menos. ¿Falla la ley? No: los productos que faltan, el dióxido de carbono y el vapor de agua, se escapan al aire. Si la combustión ocurriera en un recipiente cerrado, la masa no cambiaría.
El balanceo por tanteo#
Balancear es buscar los coeficientes que igualan los átomos de cada elemento a los dos lados. La regla de oro: solo se cambian los coeficientes, nunca los subíndices. Si se cambiara H2O por H2O2 para «arreglar» los oxígenos, se estaría escribiendo otra sustancia, el peróxido de hidrógeno.
- Se escribe la ecuación con las fórmulas correctas.
- Se cuentan los átomos de cada elemento a cada lado.
- Se balancean primero los elementos que aparecen en una sola sustancia de cada lado, casi siempre los metales y el carbono; después el hidrógeno, y al final el oxígeno.
- Se vuelve a contar todo. Si quedan coeficientes fraccionarios, se multiplica toda la ecuación para que sean enteros y lo más pequeños posible.
Ejemplo. Balancea la combustión del metano: CH4 + O2 → CO2 + H2O.
Solución. Carbono: 1 a cada lado, ya está. Hidrógeno: 4 a la izquierda y 2 a la derecha; se pone un 2 delante del agua: CH4 + O2 → CO2 + 2 H2O. Oxígeno: a la derecha hay 2 + 2 = 4; se pone un 2 delante del O2. Resultado: CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O. Comprobación: C 1 = 1; H 4 = 4; O 4 = 4.
Ejemplo. Balancea la formación del óxido de aluminio: Al + O2 → Al2O3.
Solución. Los oxígenos van de 2 en 2 a la izquierda y de 3 en 3 a la derecha. El mínimo común múltiplo de 2 y 3 es 6: se ponen 3 O2 y 2 Al2O3. A la derecha quedan 2 · 2 = 4 aluminios, así que se pone 4 Al. Resultado: 4 Al + 3 O2 → 2 Al2O3. Comprobación: Al 4 = 4; O 6 = 6.
Ejemplo. Balancea la combustión del etano: C2H6 + O2 → CO2 + H2O.
Solución. Carbono: 2 CO2. Hidrógeno: 6 átomos, así que 3 H2O. Oxígeno a la derecha: 2 · 2 + 3 = 7; harían falta 7/2 de O2. Para quitar la fracción se multiplica todo por 2: 2 C2H6 + 7 O2 → 4 CO2 + 6 H2O. Comprobación: C 4 = 4; H 12 = 12; O 14 = 8 + 6.
El método algebraico#
Cuando el tanteo se complica, se asigna una letra a cada coeficiente, se escribe una ecuación por cada elemento y se resuelve el sistema. Casi siempre hay una incógnita más que ecuaciones, así que a una de las letras se le da el valor 1.
Ejemplo. Balancea la reacción del cobre con ácido nítrico: a Cu + b HNO3 → c Cu(NO3)2 + d NO + e H2O.
Solución. Una ecuación por elemento. Cu: a = c. H: b = 2e. N: b = 2c + d. O: 3b = 6c + d + e. Si a = 1, entonces c = 1, e = b/2 y d = b − 2. Al sustituir en la del oxígeno: 3b = 6 + (b − 2) + b/2, de donde 1,5 b = 4 y b = 8/3. Entonces d = 2/3 y e = 4/3. Se multiplica todo por 3: a = 3, b = 8, c = 3, d = 2 y e = 4. Resultado: 3 Cu + 8 HNO3 → 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O. Comprobación: Cu 3 = 3; H 8 = 8; N 8 = 6 + 2; O 24 = 18 + 2 + 4.
Las ecuaciones en tu contexto#
Balancear no es un ejercicio de papel: una ecuación balanceada dice en qué proporción se combinan las sustancias. La combustión del propano, un gas combustible, es C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O: cada molécula de propano necesita cinco moléculas de oxígeno. Por eso una cocina de gas necesita buena ventilación: si falta oxígeno, la combustión queda incompleta y los productos ya no son los de esa ecuación.
Ejemplo. Comprueba que la ecuación de la combustión del propano está balanceada.
Solución. Carbono: 3 a la izquierda y 3 en los 3 CO2. Hidrógeno: 8 a la izquierda y 4 · 2 = 8 en el agua. Oxígeno: 5 · 2 = 10 a la izquierda; a la derecha, 3 · 2 + 4 · 1 = 10. Los tres elementos están balanceados.
Ejemplo. En la obtención del hierro, el óxido de hierro(III) reacciona con monóxido de carbono: Fe2O3 + CO → Fe + CO2. Balancéala.
Solución. Hierro: 2 Fe. Cada CO gana un oxígeno al pasar a CO2, y el Fe2O3 tiene 3 oxígenos que ceder: se ponen 3 CO y 3 CO2. Resultado: Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2. Comprobación: Fe 2 = 2; C 3 = 3; O 3 + 3 = 6 = 3 · 2.
Ponte a prueba#
¿Cómo se balancea la formación del amoníaco a partir de nitrógeno e hidrógeno?#
La ecuación sin balancear es N2 + H2 → NH3. Hay 2 nitrógenos a la izquierda, así que se pone 2 NH3. Ahora a la derecha hay 2 · 3 = 6 hidrógenos, y se ponen 3 H2. Resultado: N2 + 3 H2 → 2 NH3. Comprobación: N 2 = 2 y H 6 = 6.
¿Cuáles son los coeficientes de la reacción Al + HCl → AlCl₃ + H₂?#
El cloro aparece de 1 en 1 a la izquierda y de 3 en 3 a la derecha, y el hidrógeno de 1 en 1 y de 2 en 2. Con 6 HCl hay 6 cloros (2 AlCl3) y 6 hidrógenos (3 H2); entonces hacen falta 2 Al. Resultado: 2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2. Comprobación: Al 2 = 2; H 6 = 6; Cl 6 = 6.
¿Cómo queda balanceada la combustión del butano (C₄H₁₀)?#
Carbono: 4 CO2; hidrógeno: 10 átomos, así que 5 H2O. Oxígeno a la derecha: 4 · 2 + 5 = 13, que serían 13/2 de O2. Se multiplica todo por 2: 2 C4H10 + 13 O2 → 8 CO2 + 10 H2O. Comprobación: C 8 = 8; H 20 = 20; O 26 = 16 + 10.
¿Por qué no se puede balancear una ecuación cambiando los subíndices?#
Porque los subíndices definen la sustancia. Si en H2 + O2 → H2O alguien cambia el producto por H2O2 para que «cuadren» los oxígenos, ya no está escribiendo la formación del agua, sino la del peróxido de hidrógeno, que es otra sustancia con otras propiedades. Lo correcto es cambiar solo los coeficientes: 2 H2 + O2 → 2 H2O.
¿Se conserva la masa en la reacción N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃?#
Sí. Con las masas atómicas de la IUPAC (N = 14,007 y H = 1,008) tomadas en gramos, en la proporción de la ecuación reaccionan 2 · 14,007 = 28,014 g de nitrógeno con 3 · 2 · 1,008 = 6,048 g de hidrógeno, en total 34,062 g. Se forman 2 · (14,007 + 3 · 1,008) = 2 · 17,031 = 34,062 g de amoníaco. La masa total es la misma antes y después.
Fuentes#
También en Química
