Implicaciones De La Estequiometría

Las ecuaciones químicas correctamente balanceadas son el fundamento de los cálculos estequiométricos y una ecuación mal balanceada tiene implicaciones económicas, jurídicas y sociales impensables.

Un docente del Curso de Química, después de explicar la importancia de la Ley de la Conservación de la Masa y los métodos de simple inspección y algebraico de balanceo de ecuaciones, propuso a los estudiantes balancear la ecuación mostrada en la situación problema que se presenta en este trabajo, a fin de que los mismos estudiantes concluyeran que las herramientas hasta entonces estudiadas no eran suficientes para ajustarla. La idea era que al llegar los estudiantes a tal conclusión, el docente les daría la razón y les informaría que precisamente por eso existen otros métodos de balancear ecuaciones como el denominado método REDOX y el del Ion-electrón, ambos cimentados en el conocimiento de la noción de estado o número de oxidación, y a partir de este antecedente, daría inicio a la explicación de dichos métodos.

Ocurrió, sin embargo, que, para sorpresa del docente, después de diez minutos de la actividad, dos de los ocho tríos conformados para el intento de balanceo de la ecuación, mostraron soluciones correctas desde el punto de vista del cumplimiento de la Ley de la Conservación de la Masa . La sorpresa fue mayor al comprobarse que ambas ecuaciones no coincidían en sus coeficientes y, lo que es más interesante, que no correspondían a la ecuación balanceada por los métodos que él se proponía explicar…

Aunque hay autores, como Andoni Garritz y Cesar Rincón, para quienes “la asignación química de números de oxidación a los elementos que forman un compuesto, [así] como el balanceo de ecuaciones químicas por el método de los números de oxidación, no tienen estrictamente hablando un fundamento físico o químico” y a pesar de que existen ecuaciones químicas que involucran sustancias con estados de oxidación que no pertenecen al conjunto de los números enteros, las cuales son imposibles de balancear por el método REDOX o el del ion-electrón, la mayoría, si no todos, los textos de química coinciden, a veces tácitamente, en que la transferencia de electrones de un elemento a otro a fin de generar enlaces químicos no se da de cualquier manera y que, en el caso, por ejemplo, del enlace iónico, ningún elemento cede sus electrones si no hay otro que los acepte. Por esto nada garantiza que al utilizar métodos de balanceo, como el matricial, en el que son múltiples las soluciones, se obtenga la ecuación que corresponda a la transferencia real de electrones de los elementos que hacen parte de las sustancias que se oxidan y se reducen.

Volviendo a la actividad planteada, con el fin de mostrar a los estudiantes las implicaciones que conlleva el balanceo erróneo de una ecuación química, se aprovecharon las tres ecuaciones, las encontradas por los dos tríos de estudiantes y la que se obtiene utilizando el método REDOX, para generar la situación ficticia que se presenta a continuación:

Con excepción de los ingenieros químicos, son pocos los ingenieros que durante su paso por la universidad le dan importancia a los conocimientos químicos. Gustavo Rodríguez, ingeniero de producción de la Universidad EAFIT de Medellín, especialista en Automatización de Procesos Industriales de la Universidad de los Andes de Bogotá, Magíster en ingeniería Industrial de la misma Universidad y con ocho años de experiencia en cargos relacionados con el área administrativa de dos de las más renombradas industrias de alimentos del Valle del Cauca, es uno de ellos, y a pesar de toda su trayectoria, debió aceptar, después de un lapso de tres años sin empleo, una vacante para trabajar por turnos como supervisor de una pequeña planta industrial que produce, trabajando las 24 horas, en tres turnos de ocho horas, durante los siete días de la semana, 250 kg de azufre al día, con una eficiencia en el proceso del 85%.

El proceso de producción se basa en la oxidación de ácido sulfhídrico, H2S [P.F.= 34 kg/mol], una disolución acuosa cuya densidad es de 1.89 g/mL, con dicromato de potasio, K2Cr2O7 [P.F.= 294 kg/mol], en medio ácido (ácido sulfúrico, H2SO4), de acuerdo con la siguiente ecuación química (sin ajustar):

H2S + K2Cr2O7 + H2SO4  S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

El 25 de Mayo de 2008, un día en el que Rodríguez había ingresado a la planta para tomar el primer turno, a eso de las 9:30 a.m., el ingeniero recibió una llamada en la que se le solicitaba acercarse a la Gerencia Comercial, a donde éste acudió al instante.

Ingeniero Rodríguez -le dijo Jorge Cárdenas, el Gerente Comercial-, hemos contactado a algunos de nuestros proveedores de insumos y todos coinciden en que tanto el dicromato de potasio como el ácido sulfhídrico van a escasear por estos días, quisimos aprovisionaros, pero nos dicen que no pueden atender a nuestro pedido sino hasta dentro de 15 días calendario. Le pido el favor que vaya hasta la bodega, haga un inventario de los insumos y nos reporte para cuanto tiempo de producción alcanzan éstos, pues la Gerencia General ha decidido que de no alcanzar los insumos para los quince días, podrían decretarse incluso

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