Balanceamento de equações químicas

 

 

BALANCEAMENTOPela lei de Lavoisier, “A soma das massas das substâncias reagentes é igual à soma das massas dos produtos da reação”, logo o número de átomos presentes, em uma reação, nos reagentes deve ser igual à quantidade de átomos presentes nos produtos. A seguinte reação indica a síntese da água:H2+O2→H2OEssa reação diz que uma molécula de hidrogênio (formada por dois átomos) reage com uma molécula de oxigênio (com dois átomos) para formar uma molécula de água (com dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio). Porém, essa expressão contraria a lei de conservação das massas, pois podemos observar que antes da reação há 2 átomos de oxigênio e no produto existe apenas 1. Nesse caso, a equação deve ser balanceada para indicar a conservação dos átomos, que é o verificado experimentalmente. A equação, escrita corretamente, que representa a reação de síntese da água é:2H2+O2→2H2ODuas moléculas de hidrogênio reagem com uma molécula de oxigênio para formar duas moléculas de água.

A Tabela Periódica está disponível para consulta aqui

MÉTODO DAS TENTATIVASO balanceamento de uma equação química consiste no acerto dos coeficientes das substâncias afim de indicar a quantidade certa de cada componente presente na reação. Existem algumas formas de se fazer o balanceamento, os principais métodos são: Método das tentativasEste método consiste em colocar os coeficientes, livremente, até atingir a igualdade no número de átomos dos dois lados da reação. Este método pode ser mais trabalhoso se

levarmos em conta as tentativas e erros, porém podemos adotar uma sequência para facilitar a definição dos coeficientes: I – Inicialmente, atribuímos um coeficiente ao elemento que aparece uma só vez nos dois membros, observando a quantidade de átomos presentes no primeiro e no segundo membro.II – Se mais de um elemento aparecer uma única vez, nos dois lados da reação, a preferência deve ser dada ao elemento com maior índice.III – Para igualar o número de átomos, colocamos o índice de um como coeficiente do outro. IV – A transposição deve seguir com todos os elementos, dos índices de um membro para o outro, sendo usados como coeficientes, até que o balanceamento esteja finalizado.Exemplo:A seguinte equação deve ser balanceada:C2H6O+O2→CO2+H2OPodemos observar que a quantidade de carbono nos reagentes é 2 e no produto é 1, então devemos igualar essa quantidade, colocando o índice de um como coeficiente do outro:C2H6O+O2→2CO2+H2OA quantidade de hidrogênio no primeiro membro(reagentes) é 6 e no segundo membro (produtos) temos 2. Então, devemos multiplicar o H2O por 3, para que a quantidade de hidrogênio se iguale a 6:C2H6O+O2→2CO2+3H2OEm relação ao oxigênio, no primeiro membro temos 3 átomos e no segundo membro temos 7. Logo precisamos acertar o coeficiente do O2 para finalizar o balanceamento.

Atribuindo o coeficiente 3 ao O2, teremos 6 átomos de oxigênio. Ao somar com o

oxigênio presente em C2H6O, obtemos 7 átomos, igualando assim a quantidade presente no segundo membro:C2H6O+3O2→2CO2+3H2OEquação devidamente balanceada:C2H6O+3O2→2CO2+3H2O

Reagentes Produtos

C = 2 átomos                                      C = 2*1 = 2 átomos

H = 6 átomos                                     H = 3*2 = 6 átomos

O = 1 + (3*2) = 7 átomos                O = (2*2) +(3*1) = 7 átomos

Note que o coeficiente 1 não precisa ser escrito antes da substância, pois ele fica subentendido.

MÉTODO DE OXIRREDUÇÃOComo as reações de oxirredução envolvem transferência de elétrons, o método utilizado para balancear esse tipo de reação se baseia na variação do número de oxidação (Nox) dos átomos participantes da reação.

Exemplo:A seguinte equação deve ser balanceada:Hl+H2SO4→H2S+H2O+I2Primeiro, devemos determinar o Nox de todos os elementos participantes da reação, identificar os que sofrem oxirredução e calcular essa variação.

Tabela de nox (Foto: Colégio Qi)O enxofre sofre redução na reação, e passa de Nox + 6 para Nox -2. Já o iodo sofre oxidação, seu Nox aumenta de -1 para 0. O próximo passo é determinar a variação total (Δ) da oxidação e redução, para isso multiplicamos o valor correspondente de sua variação pela sua atomicidade.

Para a oxidação, temos:Variação = 1 (de – 1 para 0)Atomicidade = 1 (Hl)Δ =1*1 = 1Para a redução, temos:Variação = 8 (de +6 para -2)Atomicidade = 1 (H2SO4)Δ = 8*1 = 8

O número obtido deve ser atribuído como coeficiente da espécie que sofreu o processo reverso. O número de variação total obtido na oxidação do iodo (Hl→I2) que é igual a

1, corresponde ao coeficiente estequiométrico do H2SO4. Logo, o número de variação

total correspondente à redução do enxofre (H2SO4→H2S), que é igual a 8, passa a

ser o coeficiente do Hl: 8Hl+1H2SO4→H2S+H2O+I2Os demais coeficientes devem ser estabelecidos pelo método de tentativas, finalizando o balanceamento:8Hl+H2SO4→H2S+4H2O+4I2

MÉTODO ALGÉBRICOEsse método de balanceamento utiliza equações, onde sua resolução indica os coeficientes estequiométricos da reação.Para balancear a seguinte reação, seguiremos passo a passo:NH4NO3→N2O+H2OPrimeiro, devemos atribuir um coeficiente algébrico a cada substância:aNH4NO3→bN2O+cH2OEscrevemos uma equação para cada elemento químico igualando sua quantidade total de átomos presentes no reagente e no produto.

Em relação ao nitrogênio, há 2 átomos presentes no reagente (NH4NO3), que

corresponde ao coeficiente algébrico “a”, e 2 átomos presentes no produto (N2O)

correspondente ao coeficiente algébrico “b”.  Logo:Nitrogênio → 2a = 2b, simplificando, a = b

O hidrogênio possui 4 átomos no reagente (NH4NO3), correspondente ao coeficiente

“a”, e 2 no produto (H2O), correspondente ao coeficiente ”c”. Logo:

Hidrogênio → 4a = 2c, simplificando, 2a = c

O oxigênio possui 3 átomos no reagente (NH4NO3) de coeficiente “a” , e dois átomos

presentes nos produtos, sendo um (N2O) correspondente ao coeficiente “b” e o outro

(H2O) correspondente ao coeficiente “c”. Logo:

Oxigênio → 3a = b + cPara resolver os sistemas, precisamos atribuir um valor arbitrário a somente uma das incógnitas. Atribuindo o valor 1 para a variável “a”, teremos os seguintes resultados:a = 1b = 1, pois a = bc = 2, pois c = 3 – 1Substituindo os coeficientes algébricos pelos valores obtidos, teremos a equação balanceada:1NH4NO3→1N2O+2H2O

QUESTÕES(Puc-RJ) O óxido de alumínio (Al2O3) é utilizado como antiácido. A reação que ocorre no estômago é:XAl2O3+YHCl→ZAlCl3+WH2OOs coeficientes X, Y, Z e W são,respectivamente:a) 1, 2, 3, 6.b) 1, 6, 2, 3.c) 2, 3, 1, 6.d) 2, 4, 4, 3.e) 4, 2, 1, 6.Resolução Pelo método de tentativas temos:Substituindo os coeficientes estequiométricos X e Y para igualar a quantidade de alumínio presente no reagente e no produto temos:1Al2O3+YHCl→2AlCl3+WH2ODessa forma, teremos 6 átomos de cloro presentes no produto. Como só temos 1 átomo nos reagentes, atribuímos o coeficiente 6 ao HCl:1Al2O3+6HCl→2AlCl3+WH2OPara acertar a quantidade de hidrogênio, devemos observar que há 6 átomos nos reagentes (6 HCl) e apenas 2 átomos nos produtos (H2O). Logo, multiplicamos

o H2O por 3:

1Al2O3+6HCl→2AlCl3+3H2OEm relação ao oxigênio, há 3 átomos nos reagente (Al2O3) e 3 nos produtos (3 H2O), Já se encontra balanceado.Letra b.

(Mackenzie-SP) Das equações abaixo, estão balanceadas incorretamente:I. NH3+HCl→NH4ClII. BaCl2+H2SO4→HCl+BaSO4

III. C2H6O+O2→CO2+H2OIV. N2+H2→NH3a) Somente I e II.b) Somente I e III.c) Somente II e IV.d) Somente II, III e IV.e) Todas. ResoluçãoA equação I está balanceada corretamente, a quantidade de cada elemento presente nos reagentes é a mesma nos produtos.

Na equação II, há 2 átomos de cloro nos reagentes (BaCl2) e apenas 1 nos produtos

(HCl). Possui também 2 átomos de hidrogênio nos reagentes (H2SO4) e apenas 1 nos

produtos (HCl). A equação não está balanceada.

A equação III possui 2 carbonos nos reagentes(C2H6O), e apenas 1 nos produtos

(CO2). Existem 6 átomos de hidrogênio nos reagentes (C2H6O) e apenas 2 nos

produtos (H2O). O oxigênio apresenta a mesma quantidade no primeiro e no segundo membro, porém a equação não está balanceada.Na equação IV temos 2 átomos de nitrogênio nos reagentes (N2) e apenas 1 no produto

(NH3). Há 2 átomos de hidrogênio nos reagentes (H2) e 3 no produto (NH3). A equação não está balanceada.Somente a equação I está balanceada corretamente.Letra d.

Explicações sobre balanceamento químico – exemplos e exercícios resolvidos sobre balanceamento químico.

. John Dalton afirmava que os átomos se

conservam nas transformações químicas, mas nem sempre uma equação é indicada de

forma que isso fique aparente. Isso porque é preciso fazer um "acerto", o balanceamento

químico do número de átomos que constituem os reagentes e os produtos.

.Neste post nós falaremos um pouco sobre um tipo bem específico de balanceamento,

aquele que é feito logo no início, quando não se tem muita prática. Para melhor

entendimento, recomendamos o uso de "bolinhas" ou ossímbolos criados por Dalton.

..Além de ilustrarem melhor a operação, elas ajudam a fixar a ideia logo no início.

Confira o exemplo de balanceamento químico 

Vamos balancear a equação da formação da água. Tendo como reagentes uma molécula

de hidrogênio com dois átomos e uma molécula de gás oxigênio, também com dois

átomos, precisamos chegar na fórmula H2O.

Repare que sobra uma átomo de oxigênio e para que ocorra o balanceamento, não pode

haver sobra. Por isso é preciso acrescentar outra molécula de hidrogênio com dois

átomos. Assim ao invés de uma, serão produzidas duas moléculas de água.

.A equação balanceada ficaria da seguinte forma:

.

Repare que a soma dos átomos dos reagentes é igual ao número de átomos do produto.

É isso que confirma: a equação foi balanceada. Simples?! Confira outro exemplo de

balanceamento químico:

Neste caso ao invés de sobrar, faltam átomos de Bário e Oxigênio. Para isso eu preciso

acrescentar moléculas de BaO até que a necessidade seja suprida, tomando cuidado para

que não haja sobra.

Acrescentando mais duas moléculas de BaO, tudo se resolve. Basta trasncrever os

coeficientes das fórmulas químicas na equação e pronto. Repare mais uma vez que o

número de átomos se conserva.

.Para ver se você entendeu mesmo, tente resolver alguns dos exercícios de

balanceamento químico abaixo. As respostas constam em seguida:

Exercícios:a) Fe + O2 = Fe2O3

b) CaCO3 = CaO + CO2

c) FeS2 + O2 = Fe2O3 + SO2

d) NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + H2O

e) K2Cr2O7 + KOH = K2CrO4 + H2O

Respostas:a) 4Fe + 3O2 = 2SO3

b) CaCO3 = CaO + CO2

c) 4FeS2 + 11O2 = 2FeO3 + 8SO2

d) 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

e) K2Cr2O7 + 2KOH = 2K2CrO4 + H2O