Què vol dir ajustar una equació química (i per què importa)
Una equació química és la manera d'escriure una reacció: a l'esquerra els reactius (allò que reacciona) i a la dreta els productes (allò que es forma). Ajustar-la vol dir posar davant de cada substància el número que fa que hi hagi els mateixos àtoms de cada element als dos costats.
Per què és obligatori? Per la llei de conservació de la massa: en una reacció els àtoms no es creen ni es destrueixen, només es reordenen. Si als reactius hi ha 4 àtoms d'hidrogen, als productes n'hi ha d'haver exactament 4. Una equació sense ajustar és físicament i químicament falsa, i a l'examen et pot costar fins a 2 punts encara que la resta de l'exercici sigui perfecta.
La qüestió està en un detall que confon quasi tothom: per ajustar només pots tocar els coeficients (el número gran del davant de la fórmula), mai els subíndexs (el número petit de dins de la fórmula). Canviar un subíndex canvia la substància: H2O és aigua, però H2O2 és aigua oxigenada. No és el mateix.
El mètode pas a pas per ajustar qualsevol equació
Aquest ordre funciona en el 90% de les equacions que veuràs a l'ESO i al Batxillerat. Segueix-lo sempre igual i deixaràs d'anar a cegues:
- Compta els àtoms de cada element als dos costats, tal com està l'equació sense ajustar. Escriu-los a part per no perdre't.
- Comença per l'element que apareix en menys llocs (normalment un metall o el carboni). Ajusta el seu coeficient per igualar-lo.
- Deixa l'hidrogen quasi per al final i l'oxigen per a l'últim: solen ser en diversos compostos alhora, així que s'ajusten millor quan la resta ja està fixada.
- Torna a comptar tots els àtoms. Si quadren els dos costats, has acabat. Si no, corregeix i torna a comptar.
- Simplifica els coeficients si tots es poden dividir pel mateix número (per exemple, 2, 4, 2 es redueix a 1, 2, 1).
Un truc de correctors: l'oxigen es resisteix. Si arribes al final i no quadra per 1 àtom d'oxigen, quasi sempre se soluciona fent servir una fracció i multiplicant tota l'equació per 2. Ara ho veus al segon exemple.
Exemple resolt: la combustió del metà
Ajustarem la reacció del gas de la cuina quan crema. Sense ajustar és així:
CH4 + O2 → CO2 + H2O
Pas 1. Comptem. Esquerra: 1 carboni, 4 hidrògens, 2 oxígens. Dreta: 1 carboni, 2 hidrògens i 3 oxígens (2 del CO2 més 1 de l'H2O). El carboni ja quadra.
Pas 2. Ajustem l'hidrogen. A l'esquerra n'hi ha 4 i a la dreta 2. Posem un 2 davant de l'aigua: 2 H2O aporta 4 hidrògens. Compte amb l'error clàssic: aquest 2 multiplica tot l'H2O, així que ara hi ha 4 hidrògens i també 2 oxígens per aquesta banda.
Pas 3. Ajustem l'oxigen al final. A la dreta tenim ara 2 (del CO2) més 2 (de les 2 molècules d'aigua) = 4 oxígens. A l'esquerra cada O2 aporta 2, així que ens calen 2 O2. L'equació ajustada queda:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
Pas 4. Comprovem. Carboni: 1 = 1. Hidrogen: 4 = 4. Oxigen: 4 = 4. Quadra. I com que no hi ha cap factor comú als quatre coeficients, ja està simplificada.
Ara un de més difícil, la combustió de l'età, perquè vegis el truc de la fracció. Partim de C2H6 + O2 → CO2 + H2O. Ajustem carboni (2 CO2) i hidrogen (3 H2O). A la dreta queden 4 + 3 = 7 oxígens, un número senar: caldrien 7/2 d'O2. Com que no volem fraccions, multipliquem tota l'equació per 2 i obtenim 2 C2H6 + 7 O2 → 4 CO2 + 6 H2O. Torna a comptar i veuràs que quadra.
Per on començar segons el tipus d'àtom
Quan dubtis per quin element atacar primer, aquesta taula et dona l'ordre que menys errors genera:
| Tipus d'àtom | Quan ajustar-lo | Per què |
|---|---|---|
| Metalls i carboni | Primer | Apareixen en pocs compostos, així que és fàcil fixar-los |
| Altres no-metalls (N, S, Cl...) | Al mig | Solen ser en un sol compost per costat |
| Hidrogen | Quasi al final | És a l'aigua i a molts àcids alhora |
| Oxigen | L'últim | Apareix quasi a tot; es tanca sol quan la resta està fixada |
No és una llei absoluta, però seguir aquest ordre converteix l'ajust en una cosa quasi automàtica i t'estalvia haver d'esborrar i tornar a començar.
Els errors més comuns en ajustar (i com evitar-los)
Com a professors que corregim aquests exercicis, aquests quatre errors concentren el 80% dels punts perduts:
- Canviar els subíndexs en lloc dels coeficients. És l'error més greu: transforma la substància en una altra de diferent. Només es toquen els números grans del davant.
- No multiplicar bé el coeficient. Un 2 davant d'H2O són 4 hidrògens i 2 oxígens, no 2 i 1. El coeficient multiplica tots els àtoms de la molècula.
- Donar per bona l'equació sense tornar a comptar. El pas de comprovació no és opcional: la meitat dels errors es cacen aquí en 20 segons.
- Deixar coeficients sense simplificar. Si et surt 2, 4, 2, divideix entre 2. Una equació correcta fa servir sempre els números enters més petits possibles.
Si interioritzes aquests quatre punts, ajustar deixa de ser prova i error i passa a ser un procediment fiable que pots repetir a qualsevol examen.
Quan val la pena un professor particular de Química
Ajustar equacions és una habilitat que, ben explicada, s'agafa en un parell de tardes. El problema apareix quan s'acumula amb la formulació, el mol i l'estequiometria: si arrossegues una llacuna en el bàsic, tota la resta es fa costa amunt.
Un professor particular té sentit quan portes dues o tres setmanes encallat en el mateix tipus de problema, quan el ritme de classe va més ràpid del que pots seguir, o quan vols arribar al curs amb la base sòlida en lloc d'improvisar al setembre. En una classe de Química a mida es detecta en minuts on és el nus i es treballa justament això, sense perdre temps en allò que ja domines.
A Eurekademy pots començar amb una primera classe amb 50% de descompte, sense compromís. Si no encaixa, no passa res; i si encaixa, molts alumnes passen de témer la Química a resoldre els exercicis d'ajust quasi de memòria.
Preguntes freqüents
Es pot canviar un subíndex per ajustar una equació?
No, mai. Els subíndexs formen part de la identitat de la substància: canviar-los converteix l'aigua (H2O) en una molècula diferent. Per ajustar només es modifiquen els coeficients, que són els números grans situats davant de cada fórmula.
Què faig si l'oxigen em surt senar i no quadra?
Fes servir una fracció provisional. Si necessites 7 oxígens i cada O2 n'aporta 2, escriu 7/2 d'O2 i després multiplica tots els coeficients de l'equació per 2 per eliminar la fracció. És el truc més útil en les reaccions de combustió.
Hi ha equacions que no es poden ajustar a ull?
Les reaccions redox complexes s'ajusten amb un mètode específic d'intercanvi d'electrons, no només comptant àtoms. Però a l'ESO i a la major part del Batxillerat, comptar àtoms amb l'ordre d'aquesta guia n'hi ha prou per al 90% dels exercicis que entren a l'examen.